生物传感器在磷脂酶催化大豆油脱胶反应过程中的应用-论文.pdf

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1、油脂工程·Technique技术生物传感器在磷脂酶催化大豆油脱胶反应过程中的应用王立琦’李贵滨’于殿字(1．哈尔滨商业大学计算机与信息工程学院2．东北农业大学食品学院)【摘要】为更准确地反映磷脂酶在催化大豆油脱胶反应过程中的变化规律，设计了将磷脂酶催化底物所产生的电子转移过程转换为电流输出的电化学生物传感器。以固定化磷脂酶作为生物元件，采集58℃下磷脂酶催化大豆油脱胶试验反应过程的电流变化，4h后测定脱胶油中的磷含量为3．69mg／kg，脱胶效果较好．验证了电流变化过程与催化反应过程的吻合程度。证明通过检测反应过程的电流变化可判断酶催化底物反应的程度．为实现计算机连续在线检测控制反应

2、过程提供理论基础。【关键词】固定化磷脂酶；生物传感器；电流；反应程度中图分类号：TS224文献标识码：A文章编号：1000—9868(2012)08—0067一O3生物传感器是将生物识别元件和信号转换元件紧密市化学试剂三厂；磷酸氢二钠(分析纯)，天津市鑫铂特结合。从而检测目标化合物的分析装置。生物传感器按化工有限公司；天津市光复科技发展有限公司；铁氰化生物识别元件可分为酶生物传感器、微生物传感器、免钾(分析纯)，上海江莱生物科技有限公司；去离子水，疫传感器、组织传感器和生物芯片等。其中的酶传感器娃哈哈集团有限公司。是指由固定化的一种或几种酶作识别元件与适当的理化1．1-2设备换能器(

3、如氧电极、光敏管、场效应管和压电晶体等)电子分析天平．梅特勒一托利多仪器有限公司；电流及信号放大装置构成的分析工具或系统。表，哈尔滨三达德电力技术有限公司；pH计，梅特勒一生物传感器已经成为生物技术必不可少的一种先进托利多仪器有限公司；马福炉，温州市双屿仪表厂；恒的检测方法与监控方法，也是物质分子水平的快速、微温水浴锅，天津市泰斯特仪器有限公司；低速离心机，量分析方法，具有高的选择性和灵敏度，可有效解决生北京医用离心机厂；YHW1104远红外恒温干燥箱，天津物反应器中催化过程的多尺度问题。其工作原理是：待北华仪器厂；圆柱形石墨(底面半径X高=0．5cmxTcm)，测物进入生物敏感膜内

4、。经分子识别产生化学和物理量中银(宁波)电池有限公司；离子交换膜，凯瑞化工有的变化。该变化被换能器转换成电信号，再经放大处理限责任公司；8oc196单片机，北京精仪达盛科技有限公并输出，便可得到待测物质浓度。目前生物传感器主要司；铂片(长X宽=5cmx2cm)，市场购买；敞口玻璃容应用于食物、农业、生物技术、药物和军事领域。器(长X宽×高×厚度=20cmxlOcmxlOcmxlcm)，订制；本试验是以固定化磷脂酶作为生物元件，以水化大铂丝，市场购买；1．5V干电池，中银(宁波)电池有豆油为反应底物。设计了能将磷脂酶催化底物所产生的限公司。电子转移转换为电流输出的酶生物传感器，并在电路

5、中1．2原料连接单片机和计算机，实现了计算机连续在线优化。通固定化磷脂酶，试验室自制(诺维信生物技术有限过化学值的测定，可知固定化磷脂酶生物传感器能快速公司提供磷脂酶LecitaseUlna)；水化大豆油，哈尔滨惠测出某些物质的反应程度。判断反应终点。康食品有限公司(实测磷含量80mg／kg)。1．3试验方法1试验材料与方法1．3．1磷酸缓冲溶液(PBS)的制备1．1主要试剂及设备精确称取磷酸二氢钾和磷酸氢二钠分别为2．72g和1．1．1试剂2．84g，用200．OmL去离子水配制成浓度为0．2mol／L的缓氢氧化钠(分析纯)、磷酸二氢钾(分析纯)，天津冲液，用去离子水将铁氰化钾配成

6、过饱和溶液，待用。2012．08·翻67技术Technique·油脂工程1．3_2测试样品图2所示。取水化大豆油500g，预热至80℃，加入45％柠檬酸55500．6mL均质lmin，于该温度下以500r／min搅拌维持i454030min。冷却至一定温度，加入4mol／LNaOH溶液和一定骥35量的蒸馏水混合均匀，然后取固定化磷脂酶0．04g加入20大豆油中，60r／min机械搅拌lmin，待测。时『司／h1．3．3固定化磷脂酶生物传感器及其计算机在线优化控图2固定化磷脂酶催化底物反应电流强度的输出制装置的设计及试验方法固定化磷脂酶生物传感器计算机在线优化控制原理2．2大豆脱胶油磷

7、含量的测定结果框图如图1所示。反应4h后，测定固定化酶法脱胶油中的磷含量为3．69mg／kg，脱胶效果较好。2．3分析与讨论由图2可知：电流强度随着时间的变化而变化，变化趋势为：增大、趋于平稳再减小。这可能是因为固定化磷脂酶催化底物进行反应，在开始阶段，酶与底物没有充分的接触，因此电流强度不是很大，经过一段时间，没与底物充分接触。电流强度达到最高值，然后维持此强度进行反应。当试验即将结束时。电流强度又变小，液和PBS的混合液最后达到平衡。测定脱胶油中的磷含