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交联于蛋膜上的纳米颗粒增强的尿酸酶传感器 陈燕花 化工与资源环境学院 化学工程与工艺专业 指导教师：伍 林 摘 要： 以牛血清白蛋白和戊二醛为交联剂， 将改性纳米二氧化硅凝胶和尿酸酶固定于蛋膜 上，制成尿酸酶生物传感器。在三电极体系中，对尿酸浓度进行测定，考察了尿酸酶浓度、 纳米二氧化硅、缓冲溶液 pH 值、温度等因素对尿酸酶传感器的影响。实验结果表明：尿酸 酶浓度为 1.5U、添加改性的纳米颗粒、在 pH6.5 、25 ℃时响应电流最大。传感器的线性响应 -6 -4 范围为 7.5 ×10 ~1.12.5 ×10 μg/mL。 关键词： 尿酸酶；纳米颗粒；蛋膜；生物传感器 1 前言 随着生命科学的发展进入分子水平，有人预言 21 世纪将是检验医学的世纪，即从分子水平对疾病 进行诊断和治疗。这就要求临床生物化学检验准确、快速、简便、标本微量化、方法标准化、且经济实 用。生物传感器正是在此要求下出现的一类跨领域、多学科的前沿诊断仪器。 国内外对生物传感器展开了广泛深入地研究，已经研制出了葡萄糖生物传感器、乳糖生物传感器、 尿酸酶生物传感器、 DNA生物传感器、 BOD生物传感器、测酚生物传感器等多种类别的生物传感器，来 [1-3] 满足人们在临床检验、环境监测和生化分析 等领域中的需求。 本实验将纳米二氧化硅凝胶和尿酸酶紧贴于蛋膜上，将酶膜紧贴于普鲁士蓝（ PB）修饰的玻碳电极 表面， 然后以自制铂片电极为对电极、 甘汞电极为参比电极， 组成三电极体系， 制成尿酸酶生物传感器。 当体液中的尿酸通过酶膜时，与酶进行反应，检测出该处产生的反应电流，然后将其换算成尿酸浓度加 以显示。应用尿酸酶传感器测定人体血和尿中尿酸的浓度，是一种准确、快速、简便的方法，可帮助诊 断肾炎、白血病和肿瘤等疾病。 2 尿酸酶生物传感器的工作原理 尿酸酶生物传感器的工作原理是：尿酸在尿酸酶作用下，被分子氧氧化成尿囊素，并产生二氧化碳 和过氧化氢。根据反应前后氧的消耗，我们用电极监测溶液中氧的变化，就可推算出尿酸的浓度，其工 [4] 作机理 如图 2 ： 1 图 1 尿酸在尿酸酶作用下的反应机理 Figure1 Principle of uric acid under the uricase 3 实验部分 3.1 仪器与试剂 试剂 ：尿酸酶（ 4.6units/mg ， Sigma 公司），牛血清白蛋白（ BR），戊二醛（ CP），磷酸氢二钠，磷酸二 氢钾（ AR），氯化钠 (AR) ，鸡蛋，气透膜，实验用水为二次蒸馏水。 仪器 ：玻碳电极（天津兰力天仪器有限公司） ，铂电极（自制，铂片长×宽×厚为 5 ×4 ×0.25mm），甘汞 电极（上海雷磁） ，CHI600 型电化学工作站 ( 上海辰华仪器有限公司 ) 。 3.2 尿酸酶电极的制备 取新鲜鸡蛋壳小心剥离蛋膜，依次用 NaCl 溶液、蒸馏水清洗；称取 12.5mg 牛血清白蛋白（ BSA） -1 溶于 250 μL 10g?L 尿酸酶溶液中；将蛋膜铺于洁净的玻片上，小心裁取直径为 1cm的圆形膜；在膜上