納米膠囊技術(shù)有效提高酶生物傳感器穩(wěn)定性

近日，中科院大連化學(xué)物理研究所研究員盧憲波和陳吉平團(tuán)隊(duì)研發(fā)的基于酶單分子納米膠囊（SMENs）技術(shù)的生物傳感器取得新進(jìn)展，酶?jìng)鞲衅鞯臒岱€(wěn)定性、有機(jī)溶劑耐受性、酸堿耐受性、存儲(chǔ)穩(wěn)定性等核心性能實(shí)現(xiàn)質(zhì)的提高，在國(guó)際上率先將SMENs 技術(shù)應(yīng)用于分析和生物傳感領(lǐng)域。 相關(guān)研究成果發(fā)表在《生物傳感器和生物電子學(xué)》上。

酶生物傳感器是將酶作為生物敏感基元，通過(guò)捕捉目標(biāo)物與酶之間反應(yīng)所產(chǎn)生的信號(hào)，實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)物定量測(cè)定的微型化檢測(cè)儀器。 但酶對(duì)外界環(huán)境例如溫度、溶劑、pH 值等高度敏感，且保質(zhì)期很短，因此限制了酶生物傳感器的更廣泛應(yīng)用。

盧憲波介紹：“研究團(tuán)隊(duì)以高穩(wěn)定性酶單分子納米膠囊技術(shù)解決了長(zhǎng)期困擾酶?jìng)鞲衅靼l(fā)展的穩(wěn)定性難題，分別以葡萄糖氧化酶（GOx）和酪氨酸酶（Tyr）為模型酶，在水環(huán)境中采用簡(jiǎn)單的室溫原位自由基聚合策略，將上述酶的單分子封裝在多孔的聚合物殼內(nèi)，研制出高活性、高穩(wěn)定性的單分子酶納米膠囊（SMENs）—葡萄糖氧化酶納米膠囊（nGOx）和酪氨酸酶納米膠囊（nTyr）。 ”

聚合物外殼有效地穩(wěn)定了內(nèi)部的GOx 和Tyr 核心，同時(shí)多孔的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了底物的快速運(yùn)輸，從而形成了一類具有突出活性和穩(wěn)定性的新型生物催化納米膠囊。 聚合物薄層與酶分子之間的多重共價(jià)結(jié)合增強(qiáng)了被包裹的酶分子穩(wěn)定性，如同給酶“穿上”鎧甲為其提供了良好的微環(huán)境，避免了高溫和強(qiáng)酸堿條件下的結(jié)構(gòu)變性，并有助于在有機(jī)溶劑體系操作過(guò)程中保留酶活性所必需的水分子。

相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1016/j.bios.2020.112407