辣根过氧化物酶修饰电极的研究进展

过氧化物酶修饰电极在 H2 O2 、芳香胺、酚类、葡萄糖等物质的测定中有着很重要的作用 ,所以近年来得到了较为广泛的研究和发展。本综述重点介绍了辣根过氧化物酶修饰电极的检测原理、制备方法及其应用 ,比较全面地总结了近十几年来辣根过氧化物酶修饰电极的研究和应用情况 ,并展望了其发展前景。引用文献 73篇。     

辣根过氧化物酶直接电化学行为的研究

制备了十八烷基胺六方介孔二氧化硅（0DA—HMS）／辣根过氧化物酶（HRP）聚乙烯醇凝胶膜化学修饰电极,考察了HRP在裸玻碳电极上和ODA—HMS聚乙烯醇凝胶膜修饰电极上的直接电化学行为,探讨了不同修饰方法包埋HRP对其直接电化学行为的影响。实验结果表明：HRP在裸玻碳电极上和滴涂法所制备ODA—HMS聚乙烯醇凝胶膜中的直接电化学行为较差,只呈现一不可逆的还原峰,且峰电流随着扫描次数的增加不断减小,无法达到稳定。而通过吸附包埋法所制备的ODA—HMS／HRP化学修饰电极上,HRP可以呈现出良好的,可逆的直接电化学行为,其氧化峰和还原峰的峰电流在数次扫描后能达到稳定。探讨了该修饰电极对双氧水的电催化还原作用。     

以ODA为底物固体电极伏安法测定辣根过氧化物酶及其标记物的研究

以玻碳电极为工作电极研究了邻联茴香胺 ( ODA)为底物微分脉冲伏安法测定辣根过氧化物酶 ( HRP)及其标记物的方法。 HRP能够催化 H2 O2 氧化 ODA,其反应产物在玻碳电极上 - 0 .31 V ( vs.Ag/Ag Cl)左右被还原产生一个灵敏的还原峰 ,还原峰电流随着酶浓度的增大而增大 ,借助此还原电流可以测定 HRP,并可用于以 HRP为标记物的酶免疫分析。对酶催化反应条件和酶催化反应产物的测定条件进行了详细的研究 ,在最佳实验条件下测定游离 HRP的线性范围是 4.0× 1 0 - 10 ～ 6.0× 1 0 - 8g· m L- 1,检测限为3.3× 1 0 - 10 g· m L- 1;测定游离的酶标记物 ( Ig G- HRP) ,稀释范围为 1∶ 2 0 0 0～1∶ 1 0 0 0 0 0 0 ,最大稀释比为 1∶ 1 0 0 0 0 0 0。     

辣根过氧化物酶的新型包埋及活性研究

N-丙烯酰氧基琥珀酰亚胺对辣根过氧化物酶（HRP）进行化学修饰,在酶分子表面接上不饱和双键,以聚乙二醇400二丙烯酸酯（单体A）、聚乙二醇400二甲基丙烯酸酯（单体B）、聚乙二醇200二丙烯酸酯（单体C）、聚乙二醇200二甲基丙烯酸酯（单体D）4种单体中的一种和丙烯酰胺为聚合原料,在引发剂作用下进行自由基原位聚合,使酶分子的表面形成多点连接的网状薄壳结构,获得4种新型包埋的辣根过氧化物酶.研究结果表明,聚乙二醇200（400）二丙烯酸酯包埋酶的活性和稳定性较高.在pH 为3.0、11.0和温度为70 ℃ 的条件下,C HRP的相对活性达到47.9%、39.7%、76.5%,重复使用5次后,C-HRP保留了62.1%的初始活性.在变性剂SDS和脲中浸泡30 d后,4种包埋酶的活性可以保持初始活性的36％以上,说明采用该新型包埋方法可以获得较高的酶活性和稳定性.     

以铍试剂Ⅱ为底物电化学法测定辣根过氧化物酶

提出了以铍试剂 作为辣根过氧化物酶 ( HRP)底物伏安法测定辣根过氧化物酶活性的新方法。铍试剂 本身为偶氮结构 ,具有电化学活性 ,能够在汞电极上发生还原反应而产生一个灵敏的二阶导数还原峰 ;以 H2 O2 为氧化剂 ,加入 HRP催化 H2 O2 氧化铍试剂 反应的进行 ,使底物被氧化分解 ,其平衡浓度降低 ,对应的还原峰电流降低 ,峰电流的降低值同 HRP的加入量在 8.0× 1 0 - 7～ 8.0× 1 0 - 6 g·m L- 1之间呈线性关系 ;对酶催化反应和测定条件进行了详细的研究     

基于壳聚糖-辣根过氧化物酶-多壁碳纳米管修饰电极的直接电化学研究

制备了壳聚糖(CHIT)-多壁碳纳米管(MWNTs)纳米复合物,并将其作为固定化酶的材料,将辣根过氧化物酶(HRP)修饰在玻碳电极(GCE)表面,制备HRP修饰电极(CHIT-MWNTs-HRP/GCE).电化学研究表明:该修饰电极在磷酸缓冲溶液中的循环伏安图上出现一对峰形良好的氧化还原峰,式量电位为-0.328 V(vs.SCE),说明包埋在CHIT-MWNTs中的HRP与电极之间发生了直接电子传递.HRP修饰电极对过氧化氢的还原具有电催化作用,其表观Michaelis-Menten常数Km为3.1×10-5mol·L-1,催化电流与过氧化氢浓度在2.5×10-5～1.25×10-4mol·L-1范围内呈线性关系.该研究为生物电化学传感器的构筑探索了一个新途径.     

聚苯乙烯微孔膜固载辣根过氧化物酶降解苯酚

以聚苯乙烯蜂窝状微孔膜为载体,碳二亚胺为活化剂,将HRP固定在微孔膜上,探讨固定化条件如酶溶液质量浓度、固定化时间对HRP酶活性的影响,以及固定化HRP酶催化氧化苯酚性能.结果显示,固定化HRP适宜酶溶液质量浓度为1 g/L,固定化时间3 h.固定化HRP酶催化氧化苯酚适宜用量为15 g/g,反应时间50 min,H2O2与苯酚的摩尔比为3∶2,在此条件下苯酚的去除率在76%左右.HRP固定化酶可循环使用3次,3次后其对苯酚的去除率降为4.26%,催化性能有待一进步提高.     

新型过氧化物酶荧光底物的合成及其性能的研究

合成了辣根过氧化物酶的５种荧光底物，它们分别是：Ｎ，Ｎ’－二氰甲基邻苯二胺（ＤＣＭ－ＯＰＡ），３－４二氢喹喔啉－２（１Ｈ）－酮（ＤＨＱ），３－甲基－３，４－二氢喹喔啉－２（１Ｈ）－酮（ＭＤＨＱ），３－４二氢喹喔啉－２（１Ｈ）－酮－６－羧酸（ＤＨＱ－６－Ａ）及－３甲基－３，４－二氢喹喔啉－２（１Ｈ）－酮－６－羧酸（ＭＤＨＡ－６－Ａ）。     

新型过氧化物酶荧光底物的合成及其性能的研究

合成了辣根过氧化物酶的５种荧光底物，它们分别是：Ｎ，Ｎ′—二氰甲基邻苯二胺（ＤＣＭ－ＯＰＡ），３，４—二氧喹喔啉－２（１Ｈ）－酮（ＤＨＱ），３－甲基－３，４－二氢喹喔啉－２（１Ｈ）－酮（ＭＤＨＱ），３，４－二氢喹喔啉－２（１Ｈ）－酮－６－羧酸（ＤＨＱ－６－Ａ）及３－甲基－３，４－二氢喹喔啉－２（１Ｈ）－酮－６－羧酸（ＭＤＨＱ－６－Ａ）。其中荧光底物ＤＣＭ－ＯＰＡ，ＤＨＱ和ＭＤＨＱ都可以很容易地进行大量纯品的制备。我们用流动注射分析法对合成底物和已有的最佳荧光底物在ＨＲＰ及其模拟酶氯化血红素催化体系中的性能进行了比较研究。结果表明，ＤＣＭ－ＯＰＡ和ＭＤＨＱ是合成的５种底物中最好的两个，而对羟基苯丙酸（ｐ－ＨＰＰＡ）和对羟基苯乙酸（ｐ－ＨＰＡ）优于高香草酸（ＨＶＡ）和酪氨。底物ｐ－ＨＰＰＡ和ｐ－ＨＰＡ与合成底物ＤＣＭ－ＯＰＡ和ＭＤＨＱ体系在对过氧化氢的分析方法性能相当，最低检测限都在１～１０ｎｍｏｌ／Ｌ之间。对酶的检测，ＤＣＭ－ＯＰＡ是所有研究的底物中最灵敏的，上述两种合成底物保存在４℃的冰箱中都可以稳定一个月以上。     

6-α-葡糖基-β-环糊精对辣根过氧化物酶催化动力学特性的影响

对经6-α－葡糖基－β环糊精（G－B－CD）修饰辣根过氧化物酶（HRP）的催化动力学特性进行了研究,选择处理过程条件;G－β－CD与HRP的摩尔浓度比为5：在PH7．5,20度条件下混合0．5h,然后,在10度条件下继续混合2．0h,实验结果显示,G－β－CD对HRP表现为非竞争性抑制作用,由实验数据计算得到的反应动力学参数为：Km=1.37mmol.L,Vmax=56.6mmol/(min.L)。处理后较高的酶活性对应PH范围变宽,最适PH向碱性方向移动。     

伏安酶联免疫分析中一类新的HRP底物体系的初步研究

提出了以酚红、１,２,５,８－四羟基蒽醌、１,８－二羟基蒽醌三种染料类物质作为电化学酶免疫分析中辣根过氧化物酶（ＨＲＰ）催化氧化反应的底物,这三种具有电化学活性物质,在ＨＲＰ的催化作用下,被Ｈ２Ｏ２氧化生成非电活性的产物,导致测定的电流下降,其减少程度和ＨＲＰ的浓度有一定的关系,从而建立了三种底物测定ＨＲＰ的新体系,比较了它们测定ＨＲＰ的灵敏度,对酶催化反应机理进行了初步的探讨。     

以酚红为底物的伏安酶联免疫分析体系测定HRP

提出酚红 H2 O2 辣根过氧化物酶 (HRP)伏安酶联免疫分析体系。酚红具有醌式结构 ,在滴汞电极上于 - 0 62V(vs .SCE)左右产生伏安还原峰。HRP催化H2 O2 氧化酚红生成非电活性产物 ,使酚红的峰高降低。利用酚红的伏安还原峰的峰高降低 ,可以测定HRP及其标记物 ,并进而可用于酶联免疫分析。以线性扫描二阶导数伏安技术测定HRP的活性 ,其线性范围为 1 .0× 1 0 - 6 ～ 1 .0× 1 0 - 4 g·L- 1 HRP ,检测限为 7.3× 1 0 - 7g·L- 1 HRP。并将该体系应用于烟草花叶病毒的测定。     

四种电化学底物伏安酶联免疫分析法检测烟草花叶病毒

分别以对苯二胺、间氨基酚、邻联茴香胺和硫酸对氨基 N,N-二乙基苯胺为辣根过氧化物酶 ( HRP)的电化学底物 ,这四种物质在 HRP的催化下能够被 H2 O2 氧化生成具有电化学活性的酶催化反应产物 ,可以用线性扫描二阶导数极谱法进行检测。将该法与抗原直接包被间接法 ( DAC- ELISA)相结合 ,应用于烟草花叶病毒 ( TMV)的检测 ,取得了较好的结果。     

聚乳酸/纳米银负载二氧化硅复合材料的制备及性能

采用熔融共混的方法,在密炼机上制备了聚乳酸/纳米银负载二氧化硅(PLA/Ag-SiO2)纳米复合材料,并通过透射电镜、抑菌率和动态力学分析仪表征了复合材料的微观形态结构、抗菌性能和动态力学性能.研究结果表明,Ag-SiO2颗粒均匀地分散在在聚乳酸基体中,对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌均体现出良好的抗菌作用,而纳米复合材料的储能模量尽管随着纳米粒子含量的增加而增加,但在纳米粒子含量低于10 000ppm时,纳米复合材料的储能模量均低于纯聚乳酸.     

具有光催化性能的温敏复合凝胶聚(N-异丙基丙烯酰胺)/纳米TiO_2的制备及表征

采用掺杂法制备具有光催化性能的聚(N-异丙基丙烯酰胺)/纳米TiO2温敏复合凝胶,利用凝胶的温敏性改善纳米TiO2的可回收性。研究TiO2负载率对复合凝胶的微观形貌、化学结构、吸水溶胀性及光催化性能的影响。结果表明:该复合凝胶具有均匀的微观多孔结构,纳米TiO2负载于复合凝胶孔结构内壁,未参与N-异丙基丙烯酰胺的聚合反应,对复合凝胶的化学结构和温敏性没有影响,各负载率复合凝胶的体积突变温度均为33℃,但复合凝胶的吸水溶胀性和光催化性能会随TiO2负载率的变化而变化。光催化实验证明:该复合凝胶的光催化性能随TiO2负载率的提高而增强;负载率50%的复合凝胶,在15W紫外灯作用下,4 h内对100 mg/L活性蓝X-BR的降解率达90%以上。最后对紫外光照射后的复合凝胶样品进行红外分析和热重分析,证明经反复紫外光照射后的复合凝胶不会发生明显降解,凝胶高分子化学结构没有显著变化。     

新型高性能材料-聚亚胺酮(PIK-Ⅲ)的合成与性能

以1,4-双-(4′-溴苯酰基)苯和芳香二胺为单体,通过钯催化的胺化反应缩聚合成了高性能聚合物-聚亚胺酮(PIK-Ⅲ)。其结构由红外和核磁氢谱表征,结果与理论产物吻合良好。对PIK-Ⅲ的主要性能进行了测定,结果表明,该聚合物具有一定的耐热性能(Tg=233.09℃,TD>500℃)和优良的溶解性能。