苯丙氨酸解氨酶?jìng)鞲衅骷皺z測(cè)系統(tǒng)研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代儀器科學(xué)和臨床醫(yī)學(xué)的發(fā)展，對(duì)人體的生化指標(biāo)檢測(cè)將不斷提出新的要求。今后醫(yī)學(xué)的發(fā)展方向，必將由治療醫(yī)學(xué)向預(yù)防醫(yī)學(xué)轉(zhuǎn)變。因此，一些疾病的早期診斷就變得尤為重要。近年來(lái)，快速有效地測(cè)定某些遺傳性疾病的生化指標(biāo)愈發(fā)引起醫(yī)學(xué)界的關(guān)注。 生物傳感器近幾年來(lái)發(fā)展迅速。它具備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉、測(cè)定結(jié)果準(zhǔn)確等優(yōu)點(diǎn)，并且能在分子水平上識(shí)別待測(cè)物質(zhì)。在化學(xué)工業(yè)監(jiān)測(cè)、醫(yī)學(xué)臨床診斷、生物醫(yī)學(xué)藥物篩選以及毒物監(jiān)測(cè)等方面有著廣泛的應(yīng)用前景。

2、 利用生物傳感器檢測(cè)氨基酸在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中具有重要意義。該文建設(shè)性地提出了一種檢測(cè)苯丙氨酸(Phe)的方法，即用研制出的一種苯丙氨酸解氨酶(PAL)傳感器及檢測(cè)系統(tǒng)檢測(cè)苯丙氨酸的含量，來(lái)快速診斷新生兒苯丙酮尿癥(PKU)，以便及時(shí)治療。該文主要針對(duì)哈爾濱市科技攻關(guān)項(xiàng)目“苯丙酮尿癥檢測(cè)儀的研制”中的幾個(gè)關(guān)鍵技術(shù)作了深入地研究，解決了目前酶?jìng)鞲衅鞯囊恍├碚撆c制造難題，并提供了集苯丙氨酸解氨酶?jìng)鞲衅?、信?hào)調(diào)理電路、控制和顯示單元于一體化的檢測(cè)系統(tǒng)

3、。這一研究思路可以加快生物傳感器的商品化進(jìn)程。 該文在研究過(guò)程中，主要完成了以下工作： 1.探討了苯丙氨酸解氨酶?jìng)鞲衅鞯脑O(shè)計(jì)構(gòu)想及檢測(cè)原理，討論了酶反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)特性和米氏方程，針對(duì)酶膜的厚度和濃度給出了苯丙氨酸解氨酶?jìng)鞲衅髟O(shè)計(jì)的理論依據(jù)。結(jié)合酶反應(yīng)的穩(wěn)態(tài)和暫態(tài)的分析方法，在苯丙氨酸特性的基礎(chǔ)上，制作了苯丙氨酸解氨酶?jìng)鞲衅?，并建立了它的?shù)學(xué)模型。 2.針對(duì)固定化酶的特點(diǎn)，在獲取固定化酶的研究中，提出一種新的實(shí)用的純

4、化方法和工藝，它不同于傳統(tǒng)酶?jìng)鞲衅髦谱鞴に囍械拿斧@取方法，能有效地解決商品酶的二次純化分離技術(shù)問(wèn)題。該方法很好地解決了苯丙氨酸解氨酶?jìng)鞲衅髦谱髦械年P(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題，成為苯丙氨酸解氨酶?jìng)鞲衅餮兄浦械囊粋€(gè)創(chuàng)新點(diǎn)。 3.通過(guò)對(duì)比酶的固定化方法和酶?jìng)鞲衅鞯闹苽涔に?，提出了膜的表面修飾和苯丙氨酸解氨酶固定化方法和工藝。解決了在固定化和苯丙氨酸解氨酶?jìng)鞲衅鞯闹苽涔に囍斜奖彼峤獍泵甘Щ?、苯丙氨酸解氨酶與膜的結(jié)合力差等問(wèn)題，其性能滿足實(shí)用的要求。

5、 4.分析了構(gòu)成苯丙氨酸解氨酶?jìng)鞲衅鞯膬蓚€(gè)重要部分—基礎(chǔ)電極和透氣膜。針對(duì)不同材質(zhì)透氣膜的特性進(jìn)行了對(duì)比分析，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)確定了采用多孔聚四氟乙烯膜(PTFE)透氣膜和Model95-12型電位型氨氣敏電極。 5.此項(xiàng)研究通過(guò)計(jì)算機(jī)的仿真技術(shù)分析了苯丙氨酸解氨酶?jìng)鞲衅鲀?nèi)阻變化時(shí)的輸入信號(hào)與輸出信號(hào)的關(guān)系，使設(shè)計(jì)的信號(hào)調(diào)理電路滿足了實(shí)用的要求。討論了目前酶?jìng)鞲衅鞯男?zhǔn)方法，提出一種優(yōu)化的數(shù)據(jù)處理方案和算法。 6.完成

6、了檢測(cè)系統(tǒng)的模塊化設(shè)計(jì)及相關(guān)的硬件和軟件設(shè)計(jì)；并配以液晶觸摸屏，提供良好的人機(jī)界面，增強(qiáng)了檢測(cè)系統(tǒng)的可靠性和人機(jī)交互性，為后續(xù)的研究奠定了基礎(chǔ)。 該檢測(cè)系統(tǒng)的檢測(cè)下限為1×10-5mol/L；線性范圍為1×10-5～5×10-3mol/L；檢測(cè)時(shí)間不超過(guò)十分鐘；成本僅為熒光比色分析儀的十分之一。利用本檢測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行臨床檢驗(yàn)，可對(duì)苯丙酮尿癥做出早期診斷，以利于及時(shí)治療。該傳感器及檢測(cè)系統(tǒng)也可應(yīng)用于其它氨基酸分析和相關(guān)醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)領(lǐng)域，在