（有机化学专业论文）液相压电生物过程监测及生化动力学传感研究.pdf

摘要 随着压电晶体在液相中的成功振荡以及其后液相传感理论的不断 发展，压电传感技术已被广泛地应用到包括药学、微生物学、生物化 学、分子生物学、血液流变学等生命科学及相关领域。与传统的生化 分析方法比较，它具有操作简便、灵敏度高、无需标记物、可现场提 供多维信息、易于自动化等特点。 本文基于压电石英晶体( p q c ) 的液相响应原理和本研究室先前 的研究成果，利用液相压电传感技术并结合紫外、荧光、电泳等方法 现场监测了多种生化体系的动态过程，并对其动力学模型进行了一系 列的探索性研究，从而拓展了压电传感技术在生化过程监测及其动力 学分析中的应用。主要如下： 1 以压电石英晶体阻抗( p q c i ) 技术对磺基水杨酸与牛血清白蛋 白( b s a ) 的相互作用过程进行了现场监测，估算出b s a 在该体 系中的等电点：此外，基于磺基水杨酸对b s a 的荧光猝灭，结合 荧光谱求得了它们之间的结合及解离常数。 2 基于压电传感晶体对溶液粘密度变化的实时响应，采用压电体声 波( b a w ) 阻抗方法在线监测和分析了微量铁存在下不同浓度维 生豢c 对d n a 氧化损伤的影响；此外，选用f e ( 1 i ) 一h 2 02 为 d n a 氧化损伤的模型体系，研究了几类天然抗氧化剂对损伤的抑 制作用，并对其保护机制作了进一步的研究。 3 基于串联电极式压电石英晶体( s p q c ) 对溶液电导变化的响 应，以人胎盘碱性磷酸酶催化水解对硝基酚磷酸二钠为研究体系 通过传感器的频率信号随反应时间的变化关系，对酶促反应及其 抑制作用动力学进行了较为系统的研究，推导出了以频率变化为 特征的动力学方程，并对一系列的动力学参数进行了估计。 a b s t r a c t w i t ht h e d e v e l o p m e n to ft h e t h e o r i e so np i e z o e l e c t r i co s c i l l a t o r s r e s p o n s e b e h a v i o r si nt h e l i q u i dp h a s e i nt h e p a s t t w od e c a d e s ，t h e a p p l i c a t i o n s o ft h e p i e z o e l e c t r i cq u a r t zc r y s t a l ( p q c ) h a v e b e e ne x t e n d e dt ov a r i o u sa r e o si nl i f es c i e n c e ， i n c l u d i n gp h a r m a c e u t i c a la n a l y s i s ，b a c t e r i ad e t e r m i n a t i o n ，a n t i b o d yi m m u n o a s s a y ， e n z y m e d e t e c t i o n d n ah y b r i d i z a t i o na n ds oo i l c o m p a r e dw i t l ls o m ec o n v e n t i o n a l m e t h o d sf o rb i o a n a l y s i s ，t h ep q cb i o s e n s o re x h i b i t sm a n ya d v a n t a g e ss u c ha sh i g h s e n s i t i v i t y ，c o n v e n i e n to p e r a t i o na n da u t o m a t i z a t i o n ，l a b e l i n g f r e em o n i t o r i n ga n d c a p a b i l i t yo fo f f e r i n gm u l t i d i m e n s i o n a li n f o r m a t i o nf r o mt h ei n v e s t i g a t e ds y s t e mi n s i t u ，a n dt h u sr e c e n t l y m u c ha t t e n t i o nh a sb e e np a i dt oi t s d e v e l o p m e n t s a sa p o w e r f u lt o o lf o rd y n a m i cm o n i t o r i n go fb i o l o g i c a lp r o c e s sa n d f o rr e a c t i o nk i n e t i c a n a l y s i s i nt h i st h e s i s ，t h ep q cs e n s o r ，o rt o g e t h e r 埘t ho t h e rm e t h o d ss u c ha su v s p e c t r o p h o t o m e t r y ，f l u o r e s c e n c es p e c t r o s c o p y ，e l e c t r o p h o r e s i sa n ds oo n ，h a sb e e n u s e dt om o n i t o ri nr e a lt i m es o m eb i o c h e m i c a lp r o c e s s e sa n da t t e m p t sh a v eb e e n m a d et oe l u c i d a t et l l em e c h a n i s m sf o rt h e s er e a c t i o n s m o r ed e t a i l so nt h i sw o r ka r e l i 5 t c da st b t i o w s ： 1 t h ei n t e r a c t i o np r o c e s so fb o v i n es e t n l l la l b u m i n ( b s a ) a n ds u l f o s a l i c y l i ca c i d h a sb e e nm o n i t o r e d ns i t u u s i n gt h ep i e z o e l e c t r i cq u a r t zc r y s t a li m p e d a n c e ( p q c i ) m e t h o d t h ei s o e l e c t r i cp o i n t ( p i ) o f b s aw a se v a l u a t e d ，i na d d i t i o n ， o nt h eb a s i so fb s af l u o r e s c e n c eq u e n c h i n gb ys u l f o s a l i c y l i ca c i d ，t h es t e r n v o l m e rc o n s t a n t ( k s v ) a n dd i s s o c i a t i o nc o n s t a n t ( k d ) h a v eb e e no b t a i n e d 2 ab u l ka c o u s t i cw a v e ( b a w ) i m p e d a n c es e n s o rh a sb e e na p p l i e df o ri ns i t u m o n i t o r i n gt h e w h o l ep r o c e s so ft h ed n ao x i d a t i v ed a m a g ei n d u c e db y v i t a m i nc f e ( i i i ) s y s t e m ，b a s e do ni t sr e a l t i m er e s p o n s e st ot h ed e n s i t y v i s c o s i t yc h a n g eo ft h et e s t s o l u t i o n a c c o m p a n y i n g 、撕md n ad a m a g e s f u r t h e r m o r e ，谢t l lt h i st e c h n i q u e ，t h ee f f e c t i v e n e s sa n dm e c h a n i s m so ft h e a n t i o x i d a t i v ep r o t e c t i o no fs i xn a t u r a la n t i o x i d a n t s a g a i n s td n a o x i d a t i v e d a m a g eh a v e b e e ns t u d i e di nd e t a i l 3 b a s e d0 nt h er e s p o n s eo ft h es e r i e sp i e z o e l e c t r i cq u a r t zc r y s t a l ( s p q c lt o s o l u t i o nc o n d u c t i v i t yc h a n g ed u r i n gt h eh u m a n p l a c e n t a la l k a l i n ep h o s p h a t a s e ( p l a p ) - c a t a l y z e dh y d r o l y s i s o fp - n i t r o p h e n y lp h o s p h a t e ( p n _ p p ) ，as p q c m e t h o dh a sb e e na p p l i e dt ok i n e t i ca n a l y s i so f e n z y m ei n h i b i t i o n t h ee n z y m e a c t i v i t ya n dt h em i c h a e l i sc o n s t a n t s ( k m ) h a v eb e e nd e t e r m i n e df i o mt h e r e s o n a n t e q u e n c yr e s p o n s ea n di n t h ep r e s e n c eo fs e v e r a li n h i b i t o r s ，t h e a p p a r e n tc o n s t a n t s ( k 印p m ) ，t h ei n h i b i t i o nt y p e sa n di n h i b i t i o np a r a m e t e r s ( k i ) o f t h e s ei n h i b i t o r sh a v ea l s ob e e ne v a l u a t e d 2 劈岔 第一章绪论 对复杂体系样品的分析是现代分析科学所面临的最困难的课题之 一。当今生命科学的迅猛发展要求能对所研究目标分子的结构相态、 微区薄层的空间分布及生物活性等进行瞬时追踪、无损和在线检测等 所谓的“综合分析”( c o m p r e h e n s i v ea n a l y s i s ) i 1 及过程研究，而不只 限于测定物质的组成和含量。传统单一的分析方法已难以适应这一要 求。生物传感器能将生物体系组分含量及生物化学讯号实时迅速地转 变为可测物理( 光、电、热、声等) 信号从而为表征样品提供全面、 准确的信息，因而很快在生命科学、临床诊断等谱多领域获得了厂泛 地应用。近年来的研究发现声技术是微痕量传感分析中一个很有发展 前途的新手段，随着各种新型声波器件的出现，声波传感器的应用已 越来越广。基于声波器件在振荡过程中与周边环境的相互作用，压电 传感器通过频率、相位、声阻抗等参量变化来对环境介质的物理化学 性质作出相关应答，获取有关目标组分的一维或多维信息以求得到对 象的全面、动态、实时或在位描述。本研究室在这方面作了大量的研 究工作，系统探索了传感器在不同条件下的响应机理，深入展开了各 类新型传感检测方法的研究与应用1 2 1 。下面就压电传感技术的基本原 理和应用进展作一简要的介绍。 1 压电传感技术的发展 压电传感器具有灵敏度高、测量范围广、价格低廉、易于自动化 及在线监测等优点，发展十分迅速。从2 0 世纪6 0 年代开始发展至今， 其应用领域由气相扩展到液相、响应模式既有质量效应又出现了非质 量效应、信号输出由单一信息向多维信息方向发展。 1 1 气相传感与液相传感 压电传感器的响应原理是基于1 8 8 0 年发现的石英等一些晶体的压 电现象【2 】( 晶体在外界机械压力作用下在其表面产生电荷，反之在电 场作用下发生机械形变或振荡) ，尤其是1 9 5 9 年德国物理学家 薰一章姥论 s a u e r b r e y 提出了厚度剪切压电石英晶体( p i e z o e l e c t r i cq u a r t zc r y s t a l ， p q c ) 频移v 与晶体表面均匀吸附的薄层刚性物质质量a m 之间存在 线性关系l3 1 ，从而建立了压电质量传感的理论基础， - a f f = a m m = a m l p d a = | n ；a0 1 - 1 、 式中厂、m 、肛d 和a 分别是晶体的谐振频率、质量、密度、厚度和 面积，n = f d ，为频率常数。1 9 7 7 年g u i l b a u l t 等人【4 】在此基础上代入 放n 值后推导出仅适用于a t 切压电石英晶体的简化方程： a f = 2 2 6x1 0 6 f a m a( 1 2 ) 上式表明随质量负载增加晶频下降，对于常用基频为9m h z 的a t 切 石英谐振器，其质量灵敏度可达o 6 6h z n g 或1h z 相当于5 5n g c m 2 ， 可见压电石英晶体可作非常灵敏的质量检测器，被称作“石英晶体微 天平( q u a r t zc r y s t a l m i c r o b a l a n c e ，q c m ) 甚至可用于晶体电极表面单 原子或亚单原子分子层的精确传感【2 】。经k i n g 5 1 和g u i l b a u l t 等【6 1 的t - 作，早期p q c 在气相中获得广泛应用，主要是大气微量污染物的监测 7 - 9 。近来气相压电检测的研究重点主要在于选择气体吸附特异性强的 作为敏感膜以提高传感的选择性与灵敏度1 t o - 1 2 】。 过去一段时间内学术界一直认为压电检测器只能应用于气相( 或 真空) 中 1 3 1 ，直到1 9 8 0 年以后k o n a s h 等( 1 4 】、n o m u r a 等”1 以及本室【1 6 】 相继实现压电液相稳定振荡并成功地用于分析化学领域，从而开辟了 液相压电传感的新领域，大大地拓宽了它的应用范围。 1 2 质量传感与非质量传感 在液相中，压电晶体的振荡频率除与晶体表面质量相关外( 在一 定条件下，频率变化与表面单位面积质量之间也存在线性关系，由此 可用作液相质量传感器) ，还受液体密度( p ) 、粘度( ”) 、电导率( k ) 、 介电常数( ) 等一些非质量因素的影响【”，1 8 1 。开发和利用这些效应可 以拓宽压电传感的研究领域。本窒用网络理论导出了表面声波传感器 的频率参数对液体物化参数的依赖关系，又用等效电路模型和声传播 绪坦 理论导出了体声波传感器的各种响应行为的定量描述，姚和周”9 1 由此 建立了压电晶体振荡频率与这些参数的完整关系式： j = c l ( p 彩l “一c 2 s c 水c o 或 a f = c l 一+ c l ”r l “2 c 2 e c 3 l c c o l1 - 3 ) 另根据k a n a z a w a 等f 嘲和后来m a r t i n 等脚1 的研究，液体中的晶体的串 联谐振频移( 蛎) 与液体粘一密度( p l n ，) 变化有如下关系： ，非 鲺= 一_ 【( 见：) w 一( p 厶) 驴】 ( 1 - 4 ) t , z p c 2 j 0 j 式中的p o 和分别为石英晶体的密度和剪切模量，下标1 和2 表示在 两个不同状态下的液体密度和粘度。这些研究都为液相声波传感技术 提供了丰富的内容及应用前景，基于非质量效应的p q c 传感已在生物 和化学领域获得了广泛的应用 2 1 - 2 5 1 ，而且在某些场合非质量传感可提 供远比质量效应更优的检测性能，如采用单脱开电极或串联电极p q c 监测微生物的生长比q c m 法有更低的检测限, 2 7 1 。 1 3 压电传感信息的组合与优化 传感器的发展从一开始就意味着多学科高技术的结合。用多种方 法提供多维信息、从多个角度反映研究对象是现代分析方法的一大趋 势。有两种方法用于测量压电传感器的响应信号：振荡器法( 主动法) 和阻抗仪法( 被动法) ，主动法只提供晶体的振荡频率，而被动法可得 到晶体谐振行为的多维压电信息【2 8 1 。 1 3 1 q c m 技术联用 将q c m - 5 电化学技术联用构成电化学石英晶体微天平( e q c m ) ， 用于现场电化学研究，在获得电化学信息的同时又可得到质量的精确 信息，是迄今为止唯一的高灵敏度电化学质量传感器【2 9 】，若与被动法 结合3 0 1 该技术被称为电化学石英晶体阻抗系统3 ( e q c i s ) 。将p q c 与光谱电化学结合可同时获取来自光谱、压电及电化学的多维、动态 或实时的信息，这种技术称为压电光谱电化学，也可称作光一声一电 尊一草 多维联用传感技术f 3 2 ，3 3 】。本室在q c i 与e c i 双阻抗联用方面展开了较 为系统的理论研究：研究了电化学过程中耗散层效应对压电晶体谐振 等效电路参数的影响引1 以及牛血清白蛋白1 3 4 1 、半胱氨酸1 3 刊、溶菌酶口6 】 等在裸露或被修饰金电极表面的吸附过程。近年来有关q c m - 9 其它 技术联用的研究报道很多：g o l l a s 等f 3 7 】联用e q c i 与扫描电化学显微 镜( s e c m ) 技术对电极表面上的氧化还原过程进行现场监测；h e p e l 和c a t e f o r i s 3 8 1 采用e q c n ( 电化学石英晶体纳天平) 和q c i ( 石英晶 体导纳) 联用技术研究了苯并三吡咯、硫脲等5 种抑制剂对铜腐蚀的 抑制过程；a l f o n t a 等1 3 9 】用q c m 、法拉第阻抗及酶联循环伏安方法测 定乙酰胆碱；t h o m a s 等【4 0 】联用表面声波( s a w ) - 七j 傅立叶红外外反 射光谱( f t i r e r s ) 用于气相有机物的分析等。 1 3 2 p q c 与分离系统联用 基于p q c 灵敏专一的响应特点，将它作为检测器与一些高效能的 分析方法联用，显示出了高分离效能与灵敏信息检测相结合的优越性。 这些联用技术在过程监测、在线分析中具有较大的潜力。这些分离系 统主要有：色谱特别是高效液相离子色谱 2 2 , 4 1 - 4 3 l ，连续流动体系】， 流动注射分析系统( f i a ) 1 4 5 ，4 6 1 ，以及超临界流体萃取( s f e ) 4 7 1 等等。 1 3 3 q c m 修饰膜 p q c 的专一响应与修饰层的选择密切相关。气相中的环境污染物 监测以及免疫压电传感器的生物物质分析都需要有专一响应的高灵敏 的涂层。近年来兴起的分子模板技术( 分子印迹) 在主一客体化学研 究中占有重要的地位。分子模板聚合物( m i p ) 对模板分子的立体结 构具有“记忆”功能，有类似于生物受体结合位点的结构特性，可作 为分子受体模拟生物大分子行为1 4 8 1 。采用m i p 修饰的q c m 来进行对 分子结合过程的动态监测及定量分析是很有意义的事情，在这方面的 研究近期内有大量的文献报道 4 9 - 5 5 】，特别是p e r c i v a l 等m 】、c a o 掣5 6 1 有关用m i p 来区分测定手性异构体的报道、以及h o n g s e o k j i 等【5 7 ，5 s l 对一些具有气味识别功能仿生传感器的研究引起人们的极大兴趣。 第一章嫱论 1 3 4 新型压电传感器 为优化传感检测信息，出现了一些新型的传感器的理论研究及应 用。本室先后开发出了脱开电极式压电传感器( e s p s ) 及串联电极式 压电传感器( s p q c ) ，对其等效电路、频率方程、响应性能及应用进 行了详尽的探讨【5 9 6 0 l 。对于多组分同时测定，c a r e y 等l 最先报道了 压电晶体阵列式传感方法，最近c h a n g 等人【6 2 j 采用1 4 通道的压电晶 体对流动体系中的3 0 个组分进行了测定；g r a t e 等1 6 3 】使用不同多聚膜 修饰的声波传感器阵列，并运用多元线性回归法对1 8 种有机气态物质 进行了分析。h u a n g 等1 6 4 研究了纵波对脱开电极式压电传感器( e s p s ) 谐振频率的影响；s t e v e n s o n 等【6 s 研究了高频表面脉冲波在纯水、甘油、 蛋白质水溶液中的行为；d u l t s e v 等嘟l 则提出了一种的不同于以往的频 率响应为特征的新型的q c m 传感方法，在噬菌体检测中有着比传统 q c m 方法更高的灵敏度。 2 压电传感器在生命科学中的研究与应用进展 利用生物体系或过程的高专一性、高选择性，结合压电传感的高 灵敏度，因而压电生物传感器在生命科学领域中有着巨大的发展潜力 并越来越受到人们的关注。 2 ! 生物物质的定量 2 1 1 体液中物质含量的测定 这些物质，包括血清或尿液中的无机离子、营养物、代谢物及毒素 等等。离子色谱压电检测成功地对入血清或脑脊液中的金属离子、有 机酸类进行了分离测定 2 2 , 4 1 , 6 7 】。最近报道的有：基于银镜反应产生的 银在电极表面的沉积，l a u 和s h a o 6 8 j 手 q c m 响应的s a u e r b r e y 方程实 现了对葡萄糖成功测定，线性范围1 8 0 u g m l ；基于吸附物质的粘弹 性变化c h e n g 掣6 9 】用p q c 方法测定了血浆中肝素含量；a l f o n t a 等p 0 | 利用酶标免疫放大法联用电化学与q c m 技术测定了霍乱毒素，检测 限可达1 0 x 1 0 。3 m ；s p a n g l e r 等p l l 在测定热原性肠毒素时，用q c m 与表面等离子体共振( s p r ) 两种方法进行了比较，发现前者的检测 限更低：q c m 为3 5n m 而s p r 为7 0 n m 。 2 1 2 细菌、病毒及细胞测定 采用与细菌、病毒及细胞等相关抗体的特异结合，成功地实现了对 大肠杆菌【7 2 1 、沙门氏菌【7 3 i 、疱疹病毒1 、爱滋病毒7 5 1 、血中t 细胞7 6 】 等的测定。最近，s u 和s a m 7 7 】采用夹心式压电免疫方法测定了血清中 的螺旋菌；t o m b e l l i 等【7 8 1 联用p c r 技术实现了对a e r o m o n a s h y d r o p h i l a 细菌的测定。 2 1 3 蛋白质、核酸、酶等生物大分子的分析 在蛋白质方面主要出现了一些新的固定化方法，如c a r t e r 等【7 9 1 直接 固定蛋白或其抗体测定蓖麻子蛋白；n a k a n i s h i 等隅0 1 运用等离子聚合法 固定抗体，用于人血清白蛋白的测定。f a w c e t t 掣8 1 】人首先利用e q c m 研究d n a 杂交；o k a h a t a 掣8 2 1 把单链d n a 固定在石英晶体上用于检 测溶液中互补的目标d n a 链；近来d n a 杂交已应用在改性基因 ( g m o ) 的检测中，m i n u n n i 等瞄】使用亲合压电传感方法实现了对 g m o 的快速定量半定量检测。在酶分析中除直接法外，还出现了酶 联质量放大方法，如e b e r s o l e 等【删用此法测定5 腺苷磷酸硫酸盐还原 酶，显著地提高了检测的灵敏度。 2 2 生化过程监测及其动力学研究 生物传感器的最大优势主要体现在它能对研究对象进行动态、实时 及在位描述，因而它是动态监测及过程分析极具潜力的研究方法。压 电传感器既可单独对一个体系中某个目标组分进行研究、直接监测生 物反应的过程，也可用多传感器阵列法或单一传感器时间窗口法同时 获取多个组分的信息，还可以作为高灵敏的检测器与分离系统在线联 用来实现复杂体系的动力学研究。 2 2 1 生物过程监测 基于灵敏的质量响应，f a w c e t t 等 8 1 】利用e q c m 研究了核酸的相互 绪糟 作用，为e q c md n a 传感器的发展作了开创陛的工作；n i v e n s 等【8 副 监测了假单苞菌在石英晶体表面的吸附和生长过程。基于非质量响应， 压电微生物传感器能对微生物培养液的电导率及介电常数的改变有灵 敏响应，可用来监测微生物的整个生长过程【2 6 ，2 7 , 匕k u r o s a w a 等1 8 7 1 利用溶液粘度的变化对肌球蛋白的解聚过程进行了研究；本室采用压 电阻抗法研究了红细胞低渗溶血、血液凝固及尿激酶激活的血纤维蛋 白溶解等一系列的血液流变过程2 1 ，2 4 ，鹅西0 1 ；y a m a g u c h i 等9 1 1 采用阻抗 及等效电路方法对d n a 的吸附、固定和杂交过程进行研究，考虑了 液体粘度等因素的影响，结果较为理想。此外，压电传感器还可与色 谱，连续流动及流动注射等技术联用来连续监测生物过程 4 1 - 4 7 1 。 2 2 2 生物化学动力学分析 由于压电传感器具有优良的响应性能、能够连续监测反应过程和在 线提供多维信息等特点，因而能够满足动力学研究的要求。目前报道 的有关压电生化动力学的研究主要体现在3 个方面：压电免疫动力学， 药物与生物大分子的相互作用和酶动力学及抑制作用动力学。 2 2 2 i 压电免疫动力学：压电免疫传感技术是的压电质量传感与生 化免疫反应的有机结合，具有灵敏度高、特异性强、无需标记与分离 等优点特别是在液相中的成功应用大大地提升了它在免疫研究方法 中的地位。o k a h a t a 等1 9 2 1 引入脂双层复合物作为q c m 涂膜、m u r a t s u g u 等一副发展的胶乳压电免疫传感器( l p e i c ) 都促进了新型压电免疫传 感研究的展开。d a v i s 等【9 4 1 通过对反应过程的频率信号的连续监测方 便地观察到了蛋白质蛋白质作用的过程；e b a t o 等f 9 5 l 对抗荧光素 g g 抗体及其f a b 片段与固定干晶片的荧光素半抗原的专一性结合现象进 行了观察，并得出了两种不同半抗原的免疫结合常数及正、逆反应速 率常数。h o r a c e k 和s k l a d a l 9 6 1 连续监测了两种半抗原除草剂( 2 , 4 d 与 d c b ) 与相应抗体的结合过程。 2 2 + 2 ，2 药物与生物大分子的相互作用：s u 等1 9 ”用q c m 方法监测了抗 癌的铂类药物与d n a 的相互作用，发现顺、反铂类药物与d n a 的 作用过程不同，这为以后研究药物分子与d n a 的相互作用机理以及 提供一种简便的药物筛选技术作出了探索性的尝试。p a v e y 等 9 8 1 结合 流动注射系统，用血清白蛋白( h s a 或b s a ) 修饰的压电谐振传感 器( q c r s ) 在线监测了血清白蛋白与华法令( 杀鼠灵) 及安定两种 药物的相互作用；此后，他们还建立了液相中观察小分子受体相互作 用过程的免标的简便技术【9 射，这可能会为药物开发的早期筛选工作提 供一种便利的方法。 2 2 2 3 酶动力学及抑制作用动力学：压电技术研究酶动力学可以采用两 种不同的响应模式，质量传感与非质量传感。近年来压电传感在酶中 的应用进一步扩大，质量传感多通过酶联质量放大技术以提高检测灵 敏度，7 0 ，8 4 , 瑚1 ；还出现了一些非质量效应压电传感器用于酶促反应分 析，利用传感器对体系电导率、粘密度等非质量因素的响应，进行酶 促反应动力学研究已显示出广阔的应用前景【2 3 ，8 6 , 1 0 卜m 1 。此外，通过对 酶的抑制作用的研究，既可用于酶和抑制剂的测定，也可实现对酶促 反应及其抑制作用动力学过程进行监测- 9 分析，如：h 9 2 + 对脲酶1 0 5 1 、 有机磷和氨基甲酸杀虫剂对乙酰胆碱酶【 0 6 】( a c h e ) 的抑制作用等。 目前，压电生物传感技术正朝在位、同时测定多个目标物质的方 向发展。在过去短短的2 0 年内，压电生物传感技术取得了迅速的发展， 在生命科学领域中的应用在不断地扩大，与此同时，生命体系的复杂 性和动态性也向生物传感方法提出了更高的要求和新的挑战。因此， 发展动态生化的传感方法以实现对生化体系或生命过程的实时、在位、 活体、在线监测与分析成了当前生物传感技术中最为迫切的任务之一。 鉴于此，在本研究室已有的研究工作基础上，本文利用液相压电传感 技术并结合紫外、荧光、电泳等相关方法对蛋白质药物相互作用、d n a 的氧化损伤及防护以及酶的抑制作用进行了监测与分析，并尝试对反 应的模型和机理进行探索，拓展了压电石英晶体液相传感，特别是非 质量传感在生物过程监测及其动力学分析中的研究与应用。 第一毫锗诧 参考文献 【1 王敬尊，翟慧生，化学遁接，1 9 9 5 ，2 ：i 2 1 姚守拙著，压建纪学专壁劈带感湖南师范大学出版社，长沙，1 9 9 7 【3js a u e r b r e yg ，z 尸咖，1 9 5 9 ，1 5 5 ：2 0 6 【4 1h l a v a a yj ，g u i l b a u tg g ，a n a l c h e m ，1 9 7 7 ，4 9 ：1 8 9 0 5 j 5k i n gwh ，a n a l c h e m ，1 9 6 4 ，3 6 ：1 7 3 5 6 】g u i l b a u tg g ，a n a l c h e m ，1 9 8 3 ，5 5 ：1 9 8 2 f 7 】k i n gw h ，c o r b e t t l 砒，a n a l c h e m ，1 9 6 9 ，4 1 ：5 8 0 ( 8 a l d e r j f ，m c c a l l u mj j ，a n a l y s t ，1 9 8 3 ，1 0 8 ：11 6 9 9 】n e u b r g e rg g ，a n a l c h e m ，1 9 8 9 ，6 1 ：1 5 5 9 【1 0 1 b r o u s s e a u i i i l c ，m a l l o u k t e ，a n a l c h e m ，1 9 9 7 ，6 9 ：6 7 9 【1 1 】j a r r e t t m r ，f i n k l e a h 0 一a n a l c h e m ，1 9 9 9 ，7 t ：3 5 3 【1 2 】p e r c i v a lc j ，s t a n l e ys ，g a l t em ，b r a i t h w a i t e ra ，n e w t o n a n a lc h e m 。2 0 0 l ，7 3 ：4 2 2 5 13 】l uc ，c z a n d e m aa 砒( e n d s ) ，a p p l i c a t i o no fp i e z o e l e c t r i c m i ，m c h a l eg ，h a y e sw ， q u a r t zc r y s t a lm i c r o b a l a n c e s ， o x f o r d ，n e wy o r ka n dt o k y o ：e l s e v i e r , a t a s t e r d a m ，1 9 8 4 【 4 1 k o n a s hp l ，b a s t i a n n s g j a n a lc h e m ，1 9 8 0 ，5 2 ：1 9 2 9 15 】n o m u r a t ，1 0 i m a m ，a n a l c h i ma c t a ，1 9 8 1 ，3 0 ：4 1 7 1 1 6 】y a o s z ，n i el t f ，a n a l l r o e ，1 9 8 7 , 2 4 ：3 3 8 【i7 】n o m u r a r ，o k u i a a r a m ，a n a lc h i m a c l a ，1 9 8 2 ，1 4 2 ；2 9 1 f 1 8 】k a n a z a w a k k ，g o r d o nj g ，a n a l _ c h i na c t a ，1 9 8 5 ，1 7 5 ：9 9 ， 【1 9 y a os z ，z h o u 工a ，a n a l c h i n a a c t a ，1 9 8 8 ，2 1 2 ：6 1 【2 0 m a r t i ns j 。g r a n s t a f f v e ，f r y eg ，c ，a n a l c h e m ，1 9 9 1 ，6 3 ：2 2 7 2 【2 l 】m u r a m a t s uh ，t a m i y ae ，s u z u k im ，k a r u b ei ，a n a l c h i ma c t a ，1 9 8 8 ，2 1 5 ：9 1 【2 2 】c h e np ，n i el ，h ，y a os z ，c h r o m a t o g rs c i ，1 9 9 5 ，3 3 ：2 6 8 【2 3 】g ek ，l i ud z ，c h e nk ，n i el h ，y a os z ，a n a l b i o c h e m ，1 9 9 5 ，2 2 6 ：2 0 7 【2 4 】s is h ，x u vj ，n i el ，h ，y a o s z ，b i o c h e mb i o p h y m e t h o d ，1 9 9 6 ，3 1 ：1 3 5 2 5 】b a oll ，d e n gl ，n i el l ，y a os z ，w e iwz ，t a l a n t a ，1 9 9 6 ，4 3 ：6 7 5 2 6 】h efj ，g e n g q ，z h u w h ，n i el h ，y a os z ，c h a n g m f ，a n a l c h i ma c t a ，1 9 9 4 2 8 93 1 3 9 鬻一毒结诧 【2 7 】h ef j ，z h u 、t h ，g e n g q ，n i e l h ，y a os ，z ，a n a l l e t t s 1 9 9 4 ，2 8 9 ：3 1 3 【2 8 ) y h o m s p o nm ，k i p l i n ga l ，d u n c a n , h e w i t ta l ，r a j a k o v i cl v ，c a v i c - v l a s a kb a ， a n a 如f ，1 9 9 1 ，1 1 6 ：8 8 1 2 9 j d e a k l n mr ，8 u t t r y d a ，a n a l c h e m ，1 9 8 9 ，6 1 ：l t 4 7 a 【3 0 】n 0 6 1ma ，t o p a r tra ，a n a l c h e m ，1 9 9 4 ，6 6 ：4 8 4 【3 1 x i eq j ，w a n gj ，z h o u a ，z h a n g y ，l i u h ，x uz ，y u a n y ，d e n g m ，y a os ，a n a l c h e m 1 9 9 9 7 l ：4 6 4 9 【3 2 jx i eq j ，s h e nd z ，n i el h ，y a os z ，e l e c t r o c h i m i c a a c t a ，19 9 3 ，3 8 ( 1 5 ) ：2 2 7 7 1 3 3 】s h i m a z uk ，y a n a g i d a k ，u o s a k ij ，e l e c 加o a n a l c h e m 1 9 9 3 ，3 5 0 ：3 2 】 3 4 x i eq j ，z h a n gy ，x um ，l iz ，y u a ny ，y a os ，j = e l e c t r o a n a lc h e m 1 9 9 9 ，4 7 8 ：1 3 5 】x i eqj ，z h a n gy ，y u a ny ，g u oy ，w a n gx ，y a os ，e & c 仃o a n a lc h e m ，2 0 0 0 ，4 8 4 ：4l 【3 6 】z h a n gy 、i ，x i eq j ，z h o ua h ，y a osz ，a n a l s c i ，2 0 0 0 ，16 ：7 9 9 【3 7 】g o l l a sb ，b a r t l e t tp n ，d e n u a u l tg ，a n a l c h e m ，2 0 0 0 ，7 2 ：3 4 9 【3 8 h e p e lm ，c a t e f o r i se ，e l e c t r o c h i m i c a a c t a ，2 0 0 1 ，4 6 ：3 8 0 1 【3 9 】a i f o n t al ，k a t ze ，w i l i n e ri ，a n a l c h e m ，2 0 0 0 ，7 2 ：9 2 7 【4 0 】t h o m a sr ，c ，h i e f i e m a r ma ，s m t o na 、- ，h i l lm 。r i c c oa j ，a n a l c h e m ，1 9 9 9 。7 ：3 6 15 ， 【4 1 】y ub s ，c h e np _ ，n i el h ，y a os z ，a n a l l e f t s ，1 9 9 6 ，2 9 ( 1 ) ：4 3 【4 2 】s a n t o s a pr ，d u , a r t ea c ，o l i v e r i r aj a b p ，t a l a n t a2 0 0 i ，5 4 ：3 8 3 4 3 j c b i o u c s ，s h i hj s ，a n a t c h i r a a e t a ，1 9 9 9 ，3 9 2 ：1 2 5 0 1 js p a n d abd ，t v ! e r b j a n a lc h i ma e t a 1 9 9 9 ，3 9 9 ：5 1 4 5 】l i um ，l iq x ，r e e t u t i t zg r ，a n a l c h i ma c t a , l9 9 9 ，3 8 7 ：2 9 【4 6 】m a n g a n i e l l ol ，r i o sa ，v a l c 矗r c e lm ，l i g e r oa ，t e r mt ，a n a l c h i ma c t a ，2 0 0 0 ，4 0 6 ：3 0 9 f 4 7 】m a n g a n i e l l ol 。，m a r s a la ，砌o sa 。，v a l c h r c e lm ，a n a l y s t , 2 0 0 1 ，1 2 6 ：9 3 8 1 4 8 】v i g t l ef ，s u p e r a m o l e c u l a rc h e m i s t r y , w i l e y , n e wy o r k ，1 9 9 1 【4 9 】p e n g h ，z h a n gy ，z h a n gj ，n i e l ，y a os z ，a n a l y s t , 2 0 0 1 ，1 2 6 ：1 8 9 5 0 k o b