磁性納米復(fù)合材料固定化酶的研究進(jìn)展

韓 林，侯忠畢，張 敏，胡月月，姜 濤，李 健

(天津科技大學(xué) 化工與材料學(xué)院，天津 300457)

酶是生命體中最重要的大分子之一，其催化效率高、專一性強(qiáng)、反應(yīng)條件溫和，極具科學(xué)研究?jī)r(jià)值和工業(yè)應(yīng)用意義[1]。但是大多數(shù)酶分子穩(wěn)定性差、在極端條件下易失活，在均相催化中與底物/產(chǎn)物分離困難，導(dǎo)致生產(chǎn)成本高，所以酶促反應(yīng)在工業(yè)化發(fā)展中嚴(yán)重受到限制[2]。相對(duì)于游離酶，固定化酶與其他材料結(jié)合，可提高酶的穩(wěn)定性、易于分離，解決限制其進(jìn)一步發(fā)展的瓶頸問題，所以固定化酶技術(shù)在工業(yè)化生產(chǎn)中的應(yīng)用顯得尤為重要[3-4]。隨著納米技術(shù)的飛速發(fā)展，新材料的開發(fā)為固定化酶提供了更廣闊的平臺(tái)[5-6]。磁性納米材料不僅具有比表面積大、表面易于修飾、與酶分子尺度相近等納米材料的優(yōu)點(diǎn)，而且更具有獨(dú)特的磁學(xué)性質(zhì)，同時(shí)它還可以與多種材料復(fù)合，解決單一材料在固定化酶領(lǐng)域所存在的缺陷問題。因此，磁性納米復(fù)合材料在固定化酶領(lǐng)域內(nèi)得到廣泛的研究[7-8]。本文中，筆者對(duì)近年來(lái)磁性納米復(fù)合材料在固定化酶領(lǐng)域的應(yīng)用進(jìn)行系統(tǒng)分析，以期對(duì)固定化酶的應(yīng)用提供參考。

1 磁性納米復(fù)合材料

近年來(lái)，磁性納米材料已經(jīng)成為重要的納米材料[9]。大量的高磁性材料，如四氧化三鐵(Fe3O4)、氧化錳(MnO)、鐵鉑合金(FePt)等已經(jīng)大量應(yīng)用在反應(yīng)催化[10]、生物醫(yī)學(xué)[11]、成像[12]及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)[13]等領(lǐng)域。

磁性納米材料可以通過外部磁場(chǎng)給藥物和生物分子提供引導(dǎo)傳遞力量，進(jìn)而達(dá)到固定和分離磁性標(biāo)記生物實(shí)體的目的[14-16]。雖然磁性納米材料具有低毒性、生物相容性和生物降解性等優(yōu)點(diǎn)，但是又有很多缺點(diǎn)限制了裸磁性納米材料在固定化酶領(lǐng)域的應(yīng)用，如化學(xué)穩(wěn)定性差、聚集傾向高、吸附酶量低等[17]。為了解決裸磁性納米材料的這些問題，采用無(wú)機(jī)材料[18-20]或者有機(jī)材料[21-23]等與裸磁性納米材料復(fù)合形成磁性納米復(fù)合材料，從而應(yīng)用于固定化酶領(lǐng)域。這樣不僅可以提高磁性納米材料的化學(xué)穩(wěn)定性，而且還可延緩磁性納米材料的氧化。科研人員正試圖利用這些復(fù)合材料獨(dú)特的物理或表面特性，使其在固定化酶、生物醫(yī)學(xué)和臨床應(yīng)用中發(fā)揮巨大的作用[24]。

2 以Fe3O4為磁性組分的納米復(fù)合材料

目前，在固定化酶領(lǐng)域應(yīng)用最多的磁性納米復(fù)合材料主要以Fe3O4磁性納米粒子作為磁性組分，再根據(jù)不同的應(yīng)用需要，選擇合適的其他組分材料進(jìn)行復(fù)合[18-23]。Fe3O4是同時(shí)含有Fe3+與Fe2+的反尖晶石結(jié)構(gòu)，具有結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、良好的磁響應(yīng)性、耐候性、耐光性及生物相容性等優(yōu)點(diǎn)[25-26]。

2.1 Fe3O4@SiO2納米復(fù)合材料

Fe3O4磁性納米粒子在空氣中容易被氧化，并且在酸性環(huán)境中會(huì)發(fā)生溶解，因此在一定程度上限制了它的廣泛使用。而二氧化硅(SiO2)在空氣或酸性環(huán)境條件下穩(wěn)定性高、化學(xué)惰性強(qiáng)、表面基團(tuán)豐富、易于修飾，尤其是在形成介孔結(jié)構(gòu)后，納米SiO2具有可控孔徑、高比表面積等性質(zhì)，使得Fe3O4@SiO2復(fù)合材料在固定化酶領(lǐng)域得到眾多研究者的青睞[27-29]。

Tao等[27]以纖維素酶為模板，采用分子印跡法制備了磁性Fe3O4@SiO2納米顆粒，并用精氨酸對(duì)納米顆粒表面進(jìn)行修飾，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：固定化纖維素酶在較寬pH和溫度范圍內(nèi)表現(xiàn)出較高的催化活性，半衰期是游離酶的2倍以上，經(jīng)過7次重復(fù)使用后，仍然保持77%的殘留活性。由此可見，纖維素酶固定在磁性納米復(fù)合載體上提高了其自身活性、穩(wěn)定性和剛性。

Xie等[28]通過共沉淀法制備了Fe3O4磁性內(nèi)核，并利用Stober法在其外部形成了MCM-41型SiO2殼層，又在核殼結(jié)構(gòu)的外表面進(jìn)行氨基丙基化修飾，最后以戊二醛為交聯(lián)劑將褶皺假絲酵母脂肪酶共價(jià)固定，結(jié)果發(fā)現(xiàn):MCM-41層有效解決了Fe3O4顆粒的團(tuán)聚問題，脂肪酶的固定率達(dá)到76%，飽和磁化強(qiáng)度值為26.3 T/g，可以通過外加磁場(chǎng)實(shí)現(xiàn)方便的分離，固定化酶反應(yīng)器循環(huán)使用5次后，催化酯交換的效果基本保持不變，表現(xiàn)出良好的穩(wěn)定性。

Bian等[29]用戊二醛將α-淀粉酶和葡糖淀粉酶共價(jià)固定在氨基修飾的Fe3O4/SiO2核殼納米球上，然后通過Fe3+與丹寧酸(TA)配位絡(luò)合物的自組裝配位在酶分子的表面形成薄膜(圖1)，以防止固定化酶的“變性”與脫落,結(jié)果發(fā)現(xiàn):在薄膜保護(hù)下，固定化酶在高溫和極端pH環(huán)境下的穩(wěn)定性更好，特別是對(duì)十二烷基磺酸鈉(SDS)、乙醇、尿素等失活劑的抵抗性顯著增強(qiáng)，循環(huán)使用9次，仍能保持55%的原始活性，儲(chǔ)存15 d后，剩余活力高達(dá)85%，而游離酶只剩余25%。

圖1 Fe3O4@SiO2核殼納米球與用于酶保護(hù)的Fe3 +-TA 薄膜復(fù)合材料制備過程[29]Fig.1 Schematic illustration of Fe3O4@silica core shell nanospheres with Fe3+-TA film for enzyme protection[29]

2.2 Fe3O4@石墨烯納米復(fù)合材料

石墨烯是蜂窩狀碳晶格的二維結(jié)構(gòu)，具有較大的比表面積和優(yōu)異的力學(xué)、結(jié)構(gòu)、電學(xué)和熱性能[30]。氧化石墨烯(GO)有較多的含氧官能團(tuán)和較大的比表面積，具有較好的生物相容性，使之成為裝載磁性納米粒子和固定化酶的優(yōu)良載體。同時(shí)由于共軛網(wǎng)絡(luò)受到嚴(yán)重的官能化，氧化石墨烯薄片又具有絕緣的特質(zhì)。所以氧化石墨烯與磁性納米材料結(jié)合成的復(fù)合材料，不但有獨(dú)特的磁性二維結(jié)構(gòu)，而且還有制作簡(jiǎn)單、毒性低、表面修飾性強(qiáng)和酶裝載量大等特點(diǎn)[31]，在酶工程研究中受到了極大的關(guān)注[32-34]。

Amirbande等[32]先合成了超順磁性氧化石墨烯(Go/MNP)納米復(fù)合材料，再用2,4,6-三氯苯胺對(duì)納米復(fù)合材料表面進(jìn)行表面改性制得酶固定化載體(圖2)，結(jié)果發(fā)現(xiàn):共價(jià)固定在磁性納米載體上的葡糖淀粉酶仍然保留96%的活性，且顯示出較高的熱穩(wěn)定性和儲(chǔ)存穩(wěn)定性；經(jīng)過20個(gè)反應(yīng)循環(huán)后，固定化酶仍然具有超過56%的初始活性。由于酶反應(yīng)器的重復(fù)使用，載體與酶的結(jié)合強(qiáng)度降低，酶在循環(huán)使用中流失，因此造成了固定化酶的活性下降。

圖2 葡糖淀粉酶在官能化超順磁性氧化石墨烯納米復(fù)合物(GO/MNP-CC/GLA)上的共價(jià)固定[32]Fig.2 Schematic representation the covalent immobili-zation of glucoamylase on functionalized super-paramagnetic graphene oxide nanocomposite (GO/MNP-CC/GLA)[32]

Heidarizadeh等[33]提出了一種新型的酶與載體表面的連接辦法，用二硫代氨基甲酸酯取代傳統(tǒng)的戊二醛在磁性納米復(fù)合載體表面修飾，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)酶與載體之間的共價(jià)連接，在改性的磁性Fe3O4/GO納米復(fù)合材料表面成功共價(jià)固定脂肪酶，取得了較好的效果。以對(duì)硝基苯基月桂酸酯為底物，催化其水解為硝基苯酚和月桂酸，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，固定化脂肪酶與游離酶無(wú)顯著差別，在經(jīng)過6個(gè)反應(yīng)循環(huán)后仍保持75%以上的催化活性。

Chang等[34]通過原位沉淀合成了Fe3O4/GO納米復(fù)合材料作為葡萄糖氧化酶的載體，其中Fe3O4磁性納米粒子在該反應(yīng)中同時(shí)起到模擬過氧化氫酶的作用，從而得到一種操作簡(jiǎn)單、性能穩(wěn)定的檢測(cè)葡萄糖和H2O2濃度變化的一步分光光度法,結(jié)果發(fā)現(xiàn)：固定化酶具有良好的穩(wěn)定性，循環(huán)4次后，固定化酶的活性基本保持不變，該系統(tǒng)可以對(duì)0.5～600 μmol/L的葡萄糖進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)限為0.2 μmol/L;對(duì)H2O2的濃度檢測(cè)范圍為0.1～10 μmol/L，檢出限為0.04 μmol/L。將該系統(tǒng)應(yīng)用于人血清中葡萄糖含量的檢測(cè)，樣品的相對(duì)偏差為2.9%～4.5%。該酶反應(yīng)器具有良好的適用性，為人血清中葡萄糖濃度檢測(cè)提供了新的思路。

2.3 Fe3O4@金納米復(fù)合材料

金納米粒子表面可通過修飾接枝得到較為豐富的官能團(tuán)，如硫醇基和二硫基，這些官能團(tuán)能為酶分子的固定提供良好的載體，F(xiàn)e3O4@金納米復(fù)合材料還具有良好的導(dǎo)電性和生物相容性，能為維持酶的良好活性提供微環(huán)境[35-37]。

Peng等[36]使用一鍋原位化學(xué)合成聚合法合成了Fe3O4-聚多巴胺(PDA)-Au-葡萄糖氧化酶磁性核殼納米粒子，然后將合成的納米粒子附著到制備的磁性玻璃碳電極，制備了一種高性能的生物膜傳感器用于檢測(cè)葡萄糖濃度(圖3)，結(jié)果發(fā)現(xiàn):該生物膜對(duì)葡萄糖濃度的線性響應(yīng)表現(xiàn)良好，響應(yīng)范圍為0.02～1.875 mmol/L，重復(fù)8次后，對(duì)濃度為1.0 mmol/L葡萄糖濃度檢測(cè)相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為4.1%，儲(chǔ)存4周后，仍保持95%的初始安培響應(yīng)，表現(xiàn)出良好的穩(wěn)定性。

圖3 制備GOx-PDA-Au-Fe3O4 MBNPs修飾磁性玻碳電極膜[36]Fig.3 Schematic illustration of preparation of GOx-PDA-Au-Fe3O4 MBNPs film modified magnetic glassy carbon electrode[36]

Cao等[37]通過金納米粒子作為中間配體，在Fe3O4納米粒子上可逆地固定了胰蛋白酶，通過HPLC和MALDI-TOF質(zhì)譜來(lái)表征該反應(yīng)器在15 min時(shí)間內(nèi)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)蛋白的消化情況，結(jié)果發(fā)現(xiàn):對(duì)于肌紅蛋白、細(xì)胞色素c和牛血清白蛋白，分別觀察到93.8%、90.9%和54.1%的序列覆蓋率；胰蛋白酶固定在磁性AuNP@Fe3O4納米粒子上形成一種優(yōu)異的生物催化劑，能夠使蛋白質(zhì)非常快速地被消化。該反應(yīng)器穩(wěn)定性好，重復(fù)多次后，仍能保持較高的酶活性，并可實(shí)現(xiàn)部分酶的再生，同時(shí)，可以用硼氫化鈉剝離失活的酶，實(shí)現(xiàn)載體的重復(fù)利用，該反應(yīng)器操作簡(jiǎn)單，可重復(fù)性高。

2.4 Fe3O4@高分子納米復(fù)合材料

殼聚糖是一種價(jià)格低廉且含有大量氨基、羥基等官能團(tuán)的多糖，可對(duì)其表面進(jìn)行化學(xué)改性后用于酶固定化，用殼聚糖包覆磁性納米顆粒可以很好地解決磁性納米顆粒在液體介質(zhì)中的聚集問題[38]。此外，對(duì)磁性納米粒子用殼聚糖聚合物進(jìn)行表面改性可以改善磁性納米粒子的生物相容性，使其可以廣泛應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，如蛋白質(zhì)固定化、藥物傳遞系統(tǒng)、傷口愈合、組織工程和磁共振成像等[39-40]。

Long等[38]在殼聚糖水凝膠中對(duì)Fe3O4納米粒子進(jìn)行原位礦化，制備了磁性殼聚糖/Fe3O4納米粒子，用于固定化普魯蘭酶，并考察了通過不同物理或化學(xué)固定化方法對(duì)酶反應(yīng)器的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn):通過不同方式固定化酶制備的酶反應(yīng)器均保留了超過70%的游離酶酶活性，其中通過物理靜電吸附在磁性納米載體表面的固定化酶保留最多的游離酶活性，可以達(dá)到91%，但是穩(wěn)定性不如多點(diǎn)共價(jià)附著的效果好；通過不同方式固定的酶與底物的親和力均比游離酶增強(qiáng)。

Liu等[41]將對(duì)苯二胺溶液與Fe3O4納米粒子混合，制備了磁性聚對(duì)苯二胺(PpPD)納米復(fù)合材料，并將其作為固定化酶的載體(圖4),并通過透射電鏡(TEM)和傅里葉變換紅外(FTIR)證實(shí)了PpPD/Fe3O4納米纖維的成功合成。將漆酶(Lac)共價(jià)結(jié)合在載體上，用于活性藍(lán)19染料的降解，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：固定化漆酶的貯存穩(wěn)定性、操作穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性均高于游離漆酶；固定化漆酶在染料中1 h的染料去除率約為80%，而游離漆酶的去除率約為20%；循環(huán)8次后，固定化酶對(duì)染料的去除率仍保持在43%。該酶反應(yīng)器具有較高的可重用性和染料的高去除率。

圖4 將漆酶(Lac)固定在PpPD/Fe3O4納米復(fù)合材料上的示意[41]Fig.4 Schematic illustration of laccase immobilization on PpPD/Fe3O4 nanocomposite[41]

Wang等[42]利用聚多巴胺(polydopamine，PDA)表面易于改性的特點(diǎn)，對(duì)Fe3O4@PDA納米粒子用不同的官能團(tuán)進(jìn)行修飾，通過共價(jià)結(jié)合或離子吸附等不同方法用于固定普魯蘭酶，結(jié)果表明:在Fe3O4@PDA衍生物上共價(jià)固定的普魯蘭酶的熱穩(wěn)定性和活性恢復(fù)等要低于吸附在改性的納米材料表面的普魯蘭酶。酶與載體的界面特性決定了生物酶催化劑的性質(zhì)，非共價(jià)相互作用有利于保留酶的催化活性。

2.5 Fe3O4@MOF納米復(fù)合材料

金屬有機(jī)骨架化合物(MOF)兼具無(wú)機(jī)材料的剛性和有機(jī)材料的柔性特征[43]。近年來(lái)，以MOFs作為多孔材料固定化酶可顯著提高酶的催化活性和化學(xué)/熱穩(wěn)定性，所以受到人們的普遍關(guān)注，但是它有密度低、不易與底物分離與處理的缺點(diǎn)[44-47]。將磁性的金屬有機(jī)骨架(磁性-MOF)與磁性相結(jié)合形成復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，可以作為一種固定化酶載體潛在的候選材料。

Hou等[48]通過生物礦化作用將葡萄糖氧化酶(GOx)嵌入到磁性沸石咪唑酯骨架8(mZIF-8)中，制備了一種快速檢測(cè)葡萄糖的比色檢測(cè)器，mZIF-8不僅作為高酶負(fù)載量的酶多孔載體，還起到模擬過氧化氫酶的作用(它可以將葡萄糖氧化酶催化生成的H2O2分解為水，并氧化鄰苯二胺(OPD)(圖5))，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，通過這種方法制備的酶檢測(cè)器，因?yàn)槊傅某叽绱笥贛OFs的孔徑，可以防止酶的浸出，制備的酶反應(yīng)器表現(xiàn)出良好的可重復(fù)利用性和對(duì)葡萄糖高度的特異性檢測(cè)，重復(fù)12次后仍保留88.7%的活性；該酶反應(yīng)器具有較寬pH和溫度適用性，因?yàn)檩d體材料提高了酶在較為復(fù)雜的外界環(huán)境中的穩(wěn)定性，而且合成簡(jiǎn)單，操作方便，對(duì)底物具有很高的檢測(cè)靈敏性。

圖5 GOx嵌入到mZIF-8制備比色傳感器[48]Fig.5 Schematic illustration of the GOx embedded mZIF-8 process[48]

Ghasem等[49]通過超聲輔助反膠束的方法(UARM法)制備了Ta-MOF@Fe3O4核/殼納米結(jié)構(gòu)，用于地衣芽孢桿菌Km12脂肪酶的固定(圖6)，結(jié)果發(fā)現(xiàn):新型納米結(jié)構(gòu)中具有的金屬中心和游離羧酸基團(tuán)是脂肪酶固定化的良好固體支持物，固定化脂肪酶保留了95%的初始活性，比游離酶有更好的穩(wěn)定性。

圖6 超聲反膠束(UARM)法合成的Ta-MOF@Fe3O4納米[49]Fig.6 Schematic representation of Ta-MOF@Fe3O4 nanostructures synthesized by UARM method[49]

3 以其他材料為磁性組分的納米復(fù)合物

除了Fe3O4以外，還有其他的磁性納米材料被應(yīng)用于固定化酶領(lǐng)域的研究，如CuFe2O4、Co3O4和CNi等[50-55]。

3.1 CuFe2O4基磁性納米復(fù)合材料

CuFe2O4納米粒子具有環(huán)境相容性好、催化活性高、易于分離等優(yōu)點(diǎn)，在催化劑、固定化酶、傳感器和電子學(xué)等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用[51]。

Rouhani等[51]制備了CuFe2O4磁性納米粒子修飾的石墨烯氧化物，并通過共價(jià)作用固定了云芝漆酶(圖7)，結(jié)果發(fā)現(xiàn):與游離的漆酶相比，固定化酶反應(yīng)器對(duì)溫度和pH的敏感度較低，具有更寬的溫度和pH適用性；存儲(chǔ)30 d后，固定化酶仍保持83%的活性;重復(fù)10次以后，固定化酶沒有明顯的活性損失。

圖7 GO-CuFe2O4-laccase的制備[51]Fig.7 Preparation of GO-CuFe2O4-laccase[51]

Kashefi等[52]將氧化石墨烯(GO)納米片與CuFe2O4納米粒子相結(jié)合，合成磁性氧化石墨烯(MGO)，再用3-氨丙基三甲氧基硅氧烷(APTMS)對(duì)其進(jìn)行氨基官能化后用來(lái)共價(jià)固定漆酶，合成的生物反應(yīng)器用于偶氮類染料降解。基于中心復(fù)合設(shè)計(jì)(CCD)的響應(yīng)面法(RSM)對(duì)方案模型進(jìn)行了優(yōu)化，得到了該生物反應(yīng)器對(duì)染料最大降解率(95.33%)時(shí)的最佳反應(yīng)條件：納米催化劑用量290.23 mg/L、染料質(zhì)量濃度19.60 mg/L，pH 4.23，得到的相關(guān)系數(shù)和調(diào)整系數(shù)分別為0.965 1和0.933 6，展現(xiàn)了模型的良好性。CuFe2O4納米粒子與氧化石墨烯相結(jié)合，不僅可以為反應(yīng)器提供磁性性質(zhì)，便于酶反應(yīng)器的重復(fù)性利用，還可以阻礙氧化石墨烯的團(tuán)聚，維持其功能性。

3.2 Co3O4基磁性納米復(fù)合材料

Co3O4為尖晶石結(jié)構(gòu)，有較高的晶體場(chǎng)穩(wěn)定化能，同時(shí)具有制備簡(jiǎn)單、穩(wěn)定性高、分散度高等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于磁性材料、電化學(xué)及生物傳感器領(lǐng)域[53]。

Ali等[53]將脲酶固定化到殼聚糖/氧化鈷(CS/Co3O4)納米復(fù)合材料上，并在玻璃濾紙上制備了電位尿素生物傳感器，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：Co3O4納米粒子的飽和磁化強(qiáng)度值為2.82×10-3T，可測(cè)得的最大尿素范圍為1×10-4～8×10-2mol/L，測(cè)試pH為3～11，具有較寬的pH適用性、檢測(cè)快速響應(yīng)性和保存穩(wěn)定性。

Dalkiran等[54]將谷氨酸氧化酶(GCE)固定在Co3O4/殼聚糖/石墨烯復(fù)合膜修飾玻碳電極上，構(gòu)建了一種快速檢測(cè)谷氨酸的酶生物傳感器，并通過調(diào)試各種因素確定了最佳的載酶量和檢測(cè)條件，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，該酶生物傳感器對(duì)谷氨酸的親和力更強(qiáng)，具有低響應(yīng)時(shí)間(25 s)、寬泛的適用范圍，可在4.0×10-6～6.0×10-4mol/L的濃度范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)線性檢測(cè)，檢測(cè)靈敏度為0.73 μA·L/mmol， 最小檢測(cè)濃度為2.0 ×10-6mol/L,信噪比(S/N)=3，具有良好的穩(wěn)定性、重復(fù)使用性和抗干擾能力，制作簡(jiǎn)單。

3.3 CNi基磁性納米復(fù)合材料

碳包覆鎳納米粒子(CNi)比單碳層具有更高的鎳特性，可以加快電子轉(zhuǎn)移的速率，表現(xiàn)出良好的電催化活性。在外層多層碳的保護(hù)下，包覆金屬鎳即使在空氣中暴露了幾年，也不會(huì)被水解和氧化，因此具有相當(dāng)?shù)姆€(wěn)定性，能夠克服納米粒子的團(tuán)聚[55]。

Yang等[56]構(gòu)建了一種殼聚糖包覆的鎳納米粒子(CNi)納米復(fù)合膜，并固定酪氨酸酶生成了一種新型的酶生物傳感器用于鄰苯二酚的檢測(cè)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：該生物傳感器具有快速響應(yīng)(<8 s)、低檢測(cè)限和寬線性范圍等特性，線性濃度監(jiān)測(cè)范圍為0.25 nmol/L～27 μmol/L;重復(fù)10次后，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD)為3.8%，表明該修飾電極具有良好的重復(fù)性;生物傳感器在干燥保存2個(gè)月后仍然保留了其原始響應(yīng)的60.3%，說明CNi在很大程度上維持了酪氨酸酶的活性，該生物傳感器具有長(zhǎng)期穩(wěn)定性。

4 總結(jié)與展望

隨著納米材料的不斷發(fā)展，磁性納米復(fù)合材料已經(jīng)在固定化酶領(lǐng)域方面顯示出明顯的優(yōu)勢(shì)，并取得了豐碩的成果。但同時(shí)，目前的研究中還存在一些問題：如研究的重點(diǎn)局限于固定化單酶而忽略對(duì)固定化多酶體系的研究，缺乏對(duì)于載體-酶分子界面作用的有效調(diào)控手段，磁性載體與酶協(xié)同催化的研究較少等。總之，酶固定化的研究涉及材料科學(xué)、生物科學(xué)、催化科學(xué)以及過程科學(xué)等諸多學(xué)科的交叉融合，因此相關(guān)領(lǐng)域的研究進(jìn)展和成果都可以應(yīng)用于生物、制藥、能源、環(huán)境、食品等行業(yè)，具有巨大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>