一种氧化酶及其相关反应的电位型传感器技术领域
本发明属于生化分析测试技术领域，具体涉及氧化酶及其相关反应的
电位型传感器。
背景技术
氧化酶在生命活动中具有重要的生理意义，异常的氧化酶活度与代谢
紊乱紧密相关因而在临床分析中被广泛的用于疾病的早期诊断。传统的分
析方法多采用酶促反应产生的颜色变化及比色反应来实现酶活度的检测，
这种方法灵敏度较低，且有时需要借助光谱学的方法实现定量检测。简单、
灵敏的检测方法有助于临床分析及疾病治疗方案的优化。
芳香性硫酚具有很强的还原性，可作为很多氧化反应的底物。同时，
我们前期的实验发现芳香性硫醇虽然为电中性物质，但是可以在阴离子交
换剂掺杂的聚合物膜上产生阴离子的电位响应。利用芳香性硫酚的还原性
和电位响应性能，可以发展一种关于氧化酶及其相关反应的高灵敏电位型
传感器。
发明内容
本发明的目的在于提供一种简单、灵敏的氧化酶及其相关反应的电位
型传感器及其检测方法。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种氧化酶及其相关反应的电位型传感器：以掺杂阴离子交换剂的聚
合物膜作为传导电位信号的电位型传感器，并以芳香性硫酚作为指示剂。
其是，利用芳香性硫酚的还原性，它可以作为多种氧化酶的底物；氧
化产生的S-S偶联产物具有与底物不同的电位响应性能，使用阴离子交换
剂掺杂的聚合物膜传导电位信号，可以实现对多种氧化酶及其类似物与相
关反应的电位检测；该方法是一种高灵敏、通用的氧化酶电位型检测平台。
所述的硫酚为芳香性硫酚或其苯基取代物。
它们为苯硫酚、对氨基苯硫酚、对氯苯硫酚、对氟苯硫酚、对甲基苯
硫酚或对甲氧基苯硫酚。
所述的氧化酶可以为辣根过氧化物酶、多酚氧化酶、漆酶或核酸酶，
所述的相关反应为能够引起酶活性改变的反应。
所述电位型传感器需由聚合物膜电极传导电位信号，聚合物膜电极由
三部分构成：膜基体、增塑剂及阴离子交换剂；膜基体可以为聚氯乙烯、
聚氨酯、硅橡胶、醋酸纤维、聚丙烯酰胺、聚甲基丙烯酸-甲基丙烯酸二甲
氨基乙酯；增塑剂可以为邻硝基苯辛醚、邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸
二丁酯、邻苯二甲酸二异丁酯、己二酸二辛酯、癸二酸二辛酯；阴离子交
换剂可以为三十二烷基一甲基氯化铵、四十二烷基氯化铵、三十二烷基一
甲基溴化铵、四十二烷基溴化铵。
检测过程包括以下步骤：
(1)以聚合物膜电极为工作电极、饱和甘汞电极为参比电极进行电位
检测；
(2)记录工作电极在pH为7.4的50mM磷酸缓冲溶液中的初始电位
值，向该溶液中加入一定浓度的芳香性硫酚，记录电位值至电位稳定；
(3)向上述溶液中分别加入氧化酶、模拟酶或相关反应的反应物储备
液，使溶液中含有不同活度的氧化酶、模拟酶或相关反应的反应物，记录
电位的变化情况；
(4)以不同浓度氧化酶、模拟酶或相关反应的反应物产生的电位信号
变化值为纵坐标，活度或浓度为横坐标绘制标准工作曲线；
(5)按照(1)-(3)的步骤对实际样品进行测试，根据标准工作曲
线计算样品中氧化酶、模拟酶或相关反应的反应物的活度或浓度值。
附图说明
图1为本发明的检测原理图。
图2为实施例1中底物优化的结果图。
图3为实施例1中不同浓度辣根过氧化物酶的电位响应图及工作曲线(a
为无过氧化氢条件下的结果，b为加入10mM过氧化氢条件下的结果)。
具体实施方式
利用芳香性硫酚的还原性，它可以作为多种氧化酶的底物；氧化产生
的S-S偶联产物具有与底物不同的电位响应性能，使用阴离子交换剂掺杂
的聚合物膜传导电位信号，可以实现对多种氧化酶及其类似物与相关反应
的电位检测。检测原理见图1。
实施例1
本发明以辣根过氧化物酶的检测为例。其操作步骤如下：
(1)聚合物膜电极的制备
称取196mg聚氯乙烯、196mg邻硝基苯辛醚、4.54mg三十二烷基
甲基氯化铵溶于3.5mL四氢呋喃中，搅拌均匀后倒入固定在玻璃板上的内
径为3.5cm的玻璃环中。待四氢呋喃挥发完毕后，使用打孔器将膜切割为
内径为3mm的小圆片并粘贴到底部套有PVC管的移液枪枪头上。使用10mM
的NaCl溶液作为内充液及活化液活化电极，待用。
(2)底物的优化
配制pH值为7.4的磷酸缓冲溶液中，以聚合物膜电极为指示电极、饱
和甘汞电极为参比电极，记录初始电位值。分别向缓冲溶液中加入10-4M不
同种类的芳香性硫酚，如对硝基苯硫酚、对氯苯硫酚、对甲基苯硫酚、对
甲氧基苯硫酚等，记录电位值。向上述溶液中加入10mM过氧化氢及10-3U/mL
的辣根过氧化物酶，记录电位值。根据电位值得变化挑选底物。实验结果
见图2。
(3)辣根过氧化物酶的电位检测
以对硝基苯硫酚为底物，向pH为7.4的磷酸缓冲溶液中加入苯硫酚储
备液，使其最终浓度为10-4M，记录电位值。待电位稳定后，向溶液中加入
(10mM过氧化氢)不同活度度的辣根过氧化酶溶液，继续记录电位值。根
据电位响应值绘制标准工作曲线。实验结果见图3。