基于細(xì)胞色素P450復(fù)合膜修飾電極的電化學(xué)生物傳感研究.pdf

1、細(xì)胞色素P450(Cytochrome P450,CYP)是存在于絕大部分生命體內(nèi)、結(jié)構(gòu)類似的一族氧化還原蛋白酶的總稱。P450酶種類多樣,可以催化多種類型的反應(yīng),它不僅能對藥物、殺蟲劑、環(huán)境內(nèi)分泌干擾物等外源性物質(zhì)具有代謝作用,還參與一些內(nèi)源性物質(zhì)如脂肪酸、甾類激素、前列腺素等的合成,在生物體中起著十分重要的作用?；诩?xì)胞色素P450電化學(xué)和生物傳感研究是近年來的研究熱點,因為該方法可以模擬生命體,探索P450的直接電化學(xué)及其催化機(jī)理

2、,進(jìn)而了解其在生物體內(nèi)的作用機(jī)制,而且有助于制備出高效的生物傳感器和生物醫(yī)學(xué)器件。
　　本論文以實現(xiàn)細(xì)胞色素P450酶的直接電化學(xué)和電催化為目的,構(gòu)建了幾種新型的復(fù)合材料作為細(xì)胞色素P450的固定材料。這些材料不僅為P450提供了有利的微環(huán)境,同時為實現(xiàn)P450與電極間進(jìn)行直接電子傳遞起了促進(jìn)作用。包埋在這些復(fù)合材料中的P450能實現(xiàn)其直接電化學(xué),并對相應(yīng)的底物表現(xiàn)出良好的催化性能。本論文的工作主要有:
　　1.利用表面活性

3、劑十二烷基硫酸鈉(SDS)良好的分散性,將導(dǎo)電性材料乙炔黑(AB)均勻地分散在SDS溶液中,得到一種穩(wěn)定的復(fù)合材料SDS-AB,用于固定細(xì)胞色素P4506A1(CYP6A1)。研究結(jié)果表明,CYP6A1被成功地固定在SDS-AB復(fù)合材料中,該復(fù)合材料不僅為CYP6A1提供了仿生的微環(huán)境,同時大大促進(jìn)了CYP6A1與電極間的電子傳遞。SDS-AB/CYP6A1修飾電極在0.1mol·L-1的磷酸緩沖溶液(PBS)中有一對穩(wěn)定的準(zhǔn)可逆氧化還

4、原峰。該修飾電極對CYP6A1的底物氧氣和黃體酮表現(xiàn)出良好的催化作用。
　　2.PEG因具有良好的生物相容性和抗污能力被廣泛用于生物醫(yī)療器件、生物傳感器等方面。本文采用PEG2000作為生物傳感器的固定材料,將細(xì)胞色素P4503A4(CYP3A4)固定在電極表面,PEG2000能夠為蛋白質(zhì)提供一個安全、穩(wěn)定的微環(huán)境,AB作為一個電子傳遞促進(jìn)劑被引入該體系中。研究表明,固定于該復(fù)合體系中的CYP3A4能夠?qū)崿F(xiàn)其直接電化學(xué),表現(xiàn)出良好

5、的電化學(xué)行為。利用此修飾電極檢測環(huán)境內(nèi)分泌干擾物莠去津,可以得到較靈敏的電化學(xué)響應(yīng)。
　　3.合成了一種新型的基于2-甲基丙烯酰氧基乙基磷酰膽堿(MPC)和甲基丙烯酸縮水甘油酯(GMA)的磷脂基聚合物P(GMA-co-MPC)。乙炔黑能夠均勻地分散在該聚合物溶液中,形成一種穩(wěn)定的懸浮液。CYP3A4被成功地固定在該復(fù)合膜內(nèi)。研究結(jié)果表明,該聚合物能夠牢牢地將蛋白質(zhì)固定在膜內(nèi),為CYP3A4提供了一個仿生的微環(huán)境,同時AB作為一種導(dǎo)