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1、第十届全国化学传感器学术会议论文摘要集 0 光学式化学传感器及其他传感器 0 1O 尿酸酶电化学发光生物传感器研究 吴梅笙，储海虹，屠一锋 ( 苏州大学化学系，分析化学研究所，苏州大学独墅湖校区，苏州，2 15 1 2 3 ) 摘要：通过电聚合吡咯将尿酸酶固定在电极表面，在铁氰化钾和鲁米诺共存条件下，选择最优条以电化学 发光( E C L ) 方式测定发光信号对尿酸浓度的响应，线性范围为1 2 6X1 0 - “ 【g m L - I 4X1 0 - 6 9 m L ，表明该E C L 生物 传感器有极高的灵敏度 通过恒电位电聚合的方法将尿酸酶固定在工作电极表面，底液为磷酸缓冲溶液，加入 8
2、1 0 屯m o l L 高氯酸锂作为支持电解质，1I lL 吡咯，0 0 5 9 L 尿酸酶。在电聚合过程中，聚吡咯 被氧化，氧化态聚毗咯膜的正电荷通常呈分散分布，而酶分子在一定酸碱度的缓冲液中带负电( 缓 冲溶液的p H 值大于酶的等电点时) ，这就使得酶分子能以离子键与聚吡咯结合，因此，随着聚吡 咯膜的形成，尿酸酶分子能以离子键与聚吡咯结合，同时也可被周围的聚合物链缠结包埋固定。 在K 。F e ( C N ) 。存在下，尿酸酶催化尿酸氧化反应产生H ：0 。，它能增敏鲁米诺的电化学发光。基于 此制成一种检测尿酸的电化学发光生物传感器( E C L - - B i o s e n s o
3、 r ) ，用于检测尿酸时有很高的灵 敏度。 尿酸酶 尿酸+ 0 2+ H 2 0 斗尿囊素+ H 2 0 2 +C 0 2 随着溶液中尿酸浓度的增加，P P y 酶电极对尿酸的循环伏安响应见图1 ，可见随着尿酸的 增加，在一O 5 v 左右的还原峰也随着增加，与H ：O z 出现的电位相同，可以判定此峰是尿酸氧化所 产生的，可以证明该体系中尿酸酶催化尿酸氧化反应生成了H z O 。 m - I D 舯l t ( 、I ) 图1 P P y 酶电极对尿酸的循环伏安响应 C 。I 。I df r o ma “ c ofis2 1 1 0 。g m Lt o7 3 5 X 1 0 g m L u
4、r i c 撕d 砌姗灯砸( 1 矿咖I ) 图2 ：P P y ，酶电极与裸电极的E C L 的比较 a 裸电极，b P P y 酶电极，c 增敏倍数 在同样的条件下，用电化学发光的方法，比较固定化尿酸氧化酶前后电极对尿酸的响应变化， 结果见图2 。 从上图可以看出，当将尿酸酶固定在电极上时，E C L 光强提高了i 0 0 至2 0 0 倍，因此，检测 尿酸的灵敏度也得到了很大的提高。 在6 0 “ - - i 0 O 范围内改变磷酸缓冲溶液的的p H ，发现当p H = 8 0 时，E C L 光强最大，在此条件下 检测尿酸获得最高灵敏度。铁氰化钾在该体系中不仅能氧化鲁米诺，而且对酶反应
5、的动力学行为 都有影响，因此考察了K 。F e ( C N ) 。浓度在O 1 X i 0 叫m o l L 范围内对电化学发光信号的影响，结果表 1 9 5 第十届全国化学传感器学术会议论文摘要集0 光学式化学传感器及其他传感器 明当I ( 3 F e ( C N ) 。浓度为1X1 0 叫m o l L 时，E C L 光强最大。考察尿酸酶浓度在0 - 5 1 0 喝m o l L 范围内传 感器E C L 的变化，尿酸酶的浓度大于4 1 0 。8 9 m L 时，随着尿酸酶浓度的增加，E C L 光强线性增大， 当尿酸酶浓度达到1 4 1 0 巧m o l L 后，E C L 光强不再继
6、续增强，说明此时尿酸酶与尿酸的反应已 经达到了平衡，不再有更多的过氧化氢产生。 在上述条件下，当尿酸浓度小于1 2 6 1 0 。1 1 9 m L 时，随着尿酸浓度的增大，E C L 光强减小， 此时，由于尿酸的含量很低，因此生成的过氧化氢也很少，体系的E C L 光强的下降主要是由于尿 酸对鲁米诺一铁氰化钾E C L 的猝灭引起的。当尿酸的浓度大于1 2 6 X1 0 q l g m i 时，随着尿酸浓度 的增大，E C L 光强也随着增大，因此，P P y 酶电极可以灵敏的检测尿酸，线性范围是1 2 6 1 0 。1 1 9 m L 1 4 1 0 咱g m L ，相对标准偏差为4 4
7、，表明用此方法制备的传感器测定尿酸可以提供 满意的重现性。 参考文献： 1 M P B y f i e l d ，R A A b u k n e s h a ，B i o s e n s B i o e l e c t r o n 9 ( 1 9 9 4 ) 3 7 3 2 R S S e t h i ，B i o s e n s B i o e l e c t r o n 9 ( 1 9 9 4 ) 2 4 3 3 J G o n z a l e s V e l a s c o 。I R u b i n s t e i n ，R J C r u t c h l e y ，A P B L e
8、v e r ，A J B a r d ，I n o r g C h e m 2 2 ( 1 9 8 3 ) 8 2 2 4 X - H X u ，A J B a r d ，J A m C h e m S o c 11 7 ( 1 9 9 5 ) 2 6 2 7 5 K A F a h n r i c h ，M P r a v d a ，G G G u i b a u l t ，T a l a n t a5 4 ( 2 0 0 1 ) 5 3 1 6 C M a r q u e t t e ，B L e c a , L J B l u m ，L u m i n e s c e n c e1 6
9、( 2 0 0 1 ) 1 5 9 7 M Y a n g ，C L i u ，K O i a n ，P H e ，Y F a n g ，A n a l y s t1 2 7 ( 2 0 0 2 ) 1 2 6 7 8 M - L C a l v o - M u n o z ，A D u p o n t - F i l l i a r d ，M B i l I o n ，S G u i l l e r e z ，G B i d a n ，C M a r q u e t t e ，L B l u m , B i o e l e c t r o c h e m i s t r ) r6 6 ( 2
10、 0 0 5 ) 1 3 9 9 C A M a r q u e t t e ，A D e g i u l i ，L J B l u m , B i o s e n s B i o e l e c t r o n 1 9 ( 2 0 0 3 ) 4 3 3 1 0 T A h u j a 。I A M i r ，D K u m a r ，R a j e s h ，B i o m a t e r i a l s2 8 ( 2 0 0 7 ) 7 9 1 1I J C h e n ，B W i n t h e r J e n s e n ，C L y n a m - 0 N g a n m a 。
11、S M o u I t o n ，W Z h a n g ，G G W a ll a c e ，E l e c t r o c h e m S o l i d - S t a t eL e t t 9 ( 2 0 0 6 ) H 6 8 1 2 R a j e s h 。V B is h t ，W T a k a s h i m a , K K a n e t o ，B i o m a t e r i a l s2 6 ( 2 0 0 5 ) 3 6 8 3 1 3 V S a x e n a 。B D M a l h o t r a ，C u r r A p p l P h y s 3 (
12、2 0 0 3 ) 2 9 3 1 4 R a j e s h ，V B is h t ，w T a k a s h i m a ，K K a n e t o ，B i o m a t e r i a l s2 6 ( 2 0 0 5 ) 3 6 8 3 3 6 9 0 S t u d i e so nU r i c a s eE l e c t r o c h e m il u m i n e s c e n tB i o s e n s o r W uM e i s h e n g ，C h uH a i h o n g ，T uY i f e n g * ( I n s t i t u t eo fA n a l y t i c a lC h e m i s t r y ，D e p a r t m e n to fC h e m i s t r y ，D u s h uL a k eC a m p u s ，S u z h o uU n i v e r s i t y ， S u z h o u ，2 1 5 1 2 3 ) 1 9 6
