生物功能电极Ⅲ葡萄糖氧化酶的电化学固定化研究.PDF

维普资讯 第 7卷 第 2瑚 物 理 化 学 学 报 Vo1．7 No．2 1991年4月 ACTA PHY8IC0一CHIM ICA 8INICA A pr 19g1 生 物 功 能 电 极 Ⅲ． 葡萄糖氧化酶的电化学固定化研究 郑智敏 吴辉煌 周绍 民 (厦门大学化学系、物理化学研究所，厦门 361005) 种用磷酸盐麓冲溶{蹙中毗咯 的 电聚台，将葡萄 培氧化醇 GOD)包埋在聚吡 咯 PPy)基质 中 以构成生曲功能 电极 ．讨论 了溶液 PH 和聚合 电位对醇 固定 他 的 髟响，井用 IR和交流 阻抗谱对酶膜进行表征．GOD 的固定化且有 当 PH5．5 时才 能实现 ， 由此推礴酶是 以帚负 电的粒子嵌 ^ PPy的．空漉阻抗谱表明 遗一 电极具有有界多孔电极的特征．探索了酶与电子传递体Fe(CN)：一同时固定化 的可行性．电化学固定化的GOD保持其生物催化活 性，酵 反 应 表jI毫上 遵 循 Micheatis—h,Ie1lten动力学． 关键调 磷电设 磷固定饨 电聚台 聚吡咯 葡萄糖氧化磷 ． 利用吡咯或其衍生物的电化学聚合将酶包埋在聚合物基质中所构成的生物功能电极新近 已有报导 [i--~I．这种所谓的电化学 固定化方法可望用于控制固定化酶层中酶的含量与 分布， 便于构成固定化多酶体系，因而对发展生物技术和传感器技术具有实际意义．虽然有关吡咯 电聚合的研究较多 ，但迄夸人们对用所述方法实现酶固定化的适宜条件 和可能机理尚 缺少了解．本文讨论葡萄糖氧化酶 电化学固定化的必要条件 以及酶与电子传递体同时固定化 的可行性． 实 验 条 件 和 方 法 1． 试剂与溶液 吡咯为化学纯 (北京化工厂产品)，使用前经过燕馏 (b．p．128--130℃)． 葡萄糖氧化酶 (GOD，E．c．1．1，3，4，15300U·g～，来源于黑曲霉)和 —D葡萄糖均为Sigma 公司产品．其它试剂为国产分析试剂．所有溶液用二次蒸馏水配制．不同pH的缓冲溶 液系 指由0．2otol·dm 的Na2HPO4和NaH2PO 混合而成的溶液．电解质溶液用高纯氨除 氧，通 氮时问20rain．以上． 2． 仪器 红外光谱用Nicolet5DX-FTIR光谱仪铡定．PARModel370电亿学系统用于 99年l2月22日收割初稿，199o~5月l1日收 修改稿． 目家 自然科学基金资助项目 维普资讯 电聚合实验和含酶聚吡咯膜电极 (简称 GOD／PPy电极)的铡试．电聚合过程消耗的电量由 PARModel179数字 电量计监测．交流阻抗实验采用PARModel368交流阻抗测量系 统．电 化学实验用的电解池为三室 电解池，铂片为辅助电极}饱和甘汞电极作参比电极，文中所述 电位均以此为参照． 5． 固定化酶膜的制备 电聚合用的工作电极是经过抛光处理的玻碳棒．除研究聚合条 件对酶固定化的影响外，电聚合均在+0．8V的恒定电位下进行，介质是含 0，05otol·dm 吡 咯、15U’tin GOD的pH=6．8的除氧溶液．在制备含 电子传递体的 酶 膜 时，介质中尚含 0rlmol·dm～KaFe(cN)6。聚合物膜的厚度由电聚合时消耗的电量加以控制，Beck等 已给 出由电量估算PPy膜厚度的方珐． 结 果 与 讨 论 1． 电聚合条件对 GOD固定化的影响 为了成功地实现酶 的固定亿，实验条件不仅 应 能满足吡咯电聚合的需要 而且必须确保酶能进入聚合物基质中并维持其生物催化活性．由于 吡咯在电聚合过程中析出质子 ”，电极表面附近 pH值可能显著降低。