本文即集上述两项技术,研制了性能良好的一次性碳电极,对其化学修饰二茂铁后采用再生丝素固定多酚氧化酶(PPO),所得酶电极对邻苯二酚和多巴胺有良好响应。该酶电极制备过程简单,成本低廉,使用便捷,适合于批量生产,有望进一步发展成商业化产品,对酶电极在应用方面的发展有积极意义。
实验部分仪器与试剂CHI.电极系统:饱和甘汞电极为参比电极,铂丝电极为辅助电极,酶电极为工作电极。将新鲜蘑菇洗净切碎后用粉碎机制成匀浆,抽滤弃去纤维残渣,加人饱和硫酸钱溶液达到50%饱和度以沉淀蛋白质,此提取蛋白中含有比例较高的PPO,储存于冰箱中待用。
丝素溶液(苏州大学材料学院丝绸研究所),多巴胺(而ka公司),邻苯二酚,二茂铁(Fc),磷酸盐缓冲溶液(PBS):0.05mol/L(pH=6.86),硝酸银,硅酮胶,石墨粉(光谱纯,70娜),醋酸纤维素,丙酮,环己酮,二甲苯。其余试剂均为分析纯,实验用水为二次石英亚沸蒸馏水。
电极制作在塑料片基上贴敷刻制好电极形状的粘性塑料薄膜,反复进行数次银镜反应,每次反应后以水充分洗净以保证银膜具有足够的厚度和牢度。剥离粘性塑料薄膜后用硅酮胶覆盖此银膜以绝缘,仅留出两个端部,其一作为接线端,另一端印刷上由0.16分析化学第汾卷溶液调制成的电极浆液20拌L,待溶剂完全挥发后即形成所需的碳电极。将该电极依次用乙醇、1mollL硝酸和水清洗待用。
在上述印刷电极表面滴加Fc的二甲苯溶液10,待溶剂完全挥发后形成修饰层。将含Ppo的蘑菇提取蛋白与丝素溶液以合适比例调匀,滴加20汕于修饰电极表面,静置1一Zh使其水分蒸发,然后将电极在so%甲醇中蘸浸约505以完成酶的固定化。将此电极浸泡于PBS中待用,不用时保存于冷藏箱内。
结果与讨论酶电极的电化学特性电极的循环伏安曲线。曲线1、2分别是印刷电极在空白溶液和2.0x10一4InollL凡Fe(cN)6溶液中的循环伏安曲线,可见采用印刷方法制作的一次性电**有良好的电化学性能。曲线3是修饰Fc后丝网印刷电极的循环伏安曲线,可观察到Fc的可逆的氧化还原电流峰。
曲线4是酶电极由于该电极采用Fc作为电子受体,承担了酶催化反应中输出电子与电极间的交换,其电极反应可表示为:Fc一Fc十+eFc十+PPO(red)一Fc+PPO(ox)PPO(ox)+邻苯二酚一PPO(red)+酉昆通过对Fc氧化峰电流的测量,即可测得底物的浓度。在此曲线上亦可观察到Fc还原峰电流一定程度的增加,这是因为电极反应产物醒在短时间内尚不及扩散出酶膜,而造成Fc还原电流的增加。
酶膜厚度对酶电极响应的影响酶量较小时,酶电极响应随酶量的增加而迅速提高,但当酶量增加至一定程度时,电流达到*大值并逐步呈现下降的趋势,且响应时间大大延长,这是因为形成的固定化酶膜的厚度与所加人的酶量有关,酶量过大时,生成的酶膜过厚而造成上述现象,符合Mel和M咖t;,的关于酶反应*大速度与有关因素之间关系的讨论.
其他因素对酶电极响应的影响酶电极的响应受溶液酸度和温度的影响,根据实验结果选择*适合生物体系的PBS且在其具有*大缓冲容量的pH6.86作为测定的*佳酸度。温度升高使酶催化反应速度加快,电流增加,当温度>32℃时电流逐步趋向稳定,温度>50℃时由于酶的失活而造成电流急剧下降,实验中控制恒温35℃。酶电极的分析性能与采用传统的血清白蛋白一戊二醛化学交联法比较,该酶电极响应速率提高一倍,在305内即可达到95%的稳态电流,相对灵敏度是后者的2.2倍,10次重复测定的RSD为2.72%,与后者(2.85%)无显著差异。
(完)