两亲聚合物仿生膜中细胞色素P450的直接电化学及内分泌干扰物电化学传感

细胞色素P450酶工程、两亲聚合物仿生膜技术和内分泌干扰物的痕量分析研究是近年来的研究热点。本课题旨在将细胞色素P450酶工程、基于两亲聚合物的仿生膜技术和电化学传感相结合，探索细胞色素P450的直接电化学及其生物传感新方法。首先采用具有生物相容性的两亲聚合物固定细胞色素P450，构建能实现其直接电化学的模拟生物传感膜。进而研究细胞色素P450的直接电化学行为并据此进行传感膜结构的优化。最后利用细胞色素P450对EDCs的选择性响应来研究内分泌干扰物在细胞色素P450/聚合物传感膜上的电催化行为和传感特性，获取高灵敏的电化学响应，从而建立能高选择性和高灵敏度检测EDCs的新型电化学检测方法，实现复杂基体中痕量和超痕量内分泌干扰物的快速、原位与实时检测。本项目的实施将揭示细胞色素P450的直接电化学和电催化机理，为内分泌干扰物的高效检测开创一条新思路。

本课题主要通过引入生物相容性的两亲聚合物和具有优异催化特性纳米粒子来实现细胞色素P450酶等蛋白质的直接电化学，最终构建环境内分泌干扰物等重要小分子的高灵敏检测方法。本项目取得的主要成果有：1、合成了一种新型的水溶性磷脂环氧聚合物P(GMA-co-MPC)。乙炔黑能够均匀地分散在该聚合物溶液中，同时CYP3A4被成功地固定在该复合膜内。该聚合物能够牢牢地将CYP3A4固定在膜内，实现了酶与电极间的直接电子传递。将该修饰电极用于检测环境激素己烯雌酚。2、采用PEG2000作为生物传感器的固定材料，将细胞色素CYP3A4固定在电极表面，AB和PEG2000能够为CYP3A4提供一个安全、稳定和有利于电子传递的微环境。该修饰电极对环境内分泌干扰物莠去津呈现了灵敏的电化学响应。3 、利用表面活性剂十二烷基硫酸钠将导电性材料乙炔黑均匀地分散在SDS溶液中，得到一种稳定的复合材料，CYP6A1能被成功地固定在复合材料中，该修饰电极促进了CYP6A1与电极间的电子传递，并且药物小分子黄体酮表现出良好的催化作用。4、利用新型阳离子纤维素纳米粒子（QCs）的生物相容性，构建了QCs/乙炔黑仿生复合膜用于固定血红蛋白。QCs/AB仿生复合膜不但可以为Hb提供良好的微环境，同时也促进了Hb与电极表面之间的电子传递。固定于该复合膜中的Hb不仅保持了生物活性，还对H2O2具有良好的电催化活性以及电化学响应。5、首次利用环糊精/离子液体复合膜固定辣根过氧化物酶，建立了一种能够促进HRP与电极间的直接电子传递的电化学平台。该电化学生物传感器能够对槲皮素作出快速、灵敏的响应。相关研究成果发表SCI论文8篇（2篇in press）。本项目培养硕士研究生8名，其中两人获得湖南省优秀硕士学位论文。