[发明专利]一种基于消除小分子电极的电化学装置

说明书

本发明公开了一种基于消除小分子电极的电化学装置。所述电化学装置的外壳内包括底板、过滤膜a、清洗液进液口a、消除小分子反应室、废液排放口a、中层隔板、过滤膜b、清洗液进液口b、酶促反应室、废液排放口b、顶板。其中，气孔外接抽压装置且贯穿于消除小分子反应室和酶促反应室，通过抽压方式使电化学装置内部形成负压，使待测发酵液依次进入消除小分子反应室和酶促反应室，通过脱氢酶‑小分子酶膜电极和利用电化学方法消除小分子的电极相结合采用本发明的装置检测发酵液样品，能有效地消除了实际样品中小分子的干扰，提高了检测的准确性。

技术领域

本发明属于生物电化学领域，具体涉及一种基于脱氢酶-小分子酶膜电极和消除小分子电极的电化学装置，该装置用于发酵液中目标物质的检测。

背景技术

生物发酵产业是工业生物技术领域中的重要产业之一，在国民经济尤其是食品、饲料、医药、化工、能源等行业中具有相当重要的地位。生物发酵过程监控、产品品质分析、安全检疫及成分鉴别对发酵产品的质量至关重要。目前，以氧化还原酶为识别元件的电化学生物传感器已经广泛地应用在生物发酵行业，如葡萄糖氧化酶、乙醇氧化酶、乳酸氧化酶等传感器。基于氧化酶构建的电化学生物传感器主要以溶解氧或电子媒介体作为电子传递剂，具有操作简单方便、灵敏度高、特异性好、抗干扰能力强、价格低廉等优势。然而自然界中脱氢酶占了氧化还原酶的80％，大部分发酵原料、中间代谢产物或最终产物缺乏与之对应的专一性氧化酶，如木糖、葡萄糖6磷酸、甲酸、苹果酸、富马酸、大部分氨基酸等。因此，为了检测这些只具有专一性脱氢酶的发酵产品，亟需发展以脱氢酶为识别元件的电化学生物传感器。

脱氢酶在识别目标底物时，以氧化态辅酶作为电子受体，将其催化转化成为还原态。换能器可获取氧化态辅酶电化学再生过程中的氧化电流，根据氧化电流与目标底物之间的响应关系，实现对目标底物的检测。然而，对于构建脱氢酶电极，尤其是构建用于发酵液成分检测的脱氢酶电极，主要存在两个问题：(1)脱氢酶识别目标底物时以小分子作为电子受体，在实际检测样品时需反复添加小分子，使实验操作繁琐复杂，为了解决这个问题，脱氢酶与小分子共固定化成为构建脱氢酶传感器的关键之一。(2)发酵液成分复杂，当脱氢酶电极用于发酵液成分检测时，脱氢酶能够准确识别目标物质，然尔发酵液中固有的小分子会使脱氢酶传感器检测值出现偏差，对发酵过程监控、产品品质分析造成严重干扰。因此，消除发酵样品中小分子的干扰是构建脱氢酶传感器，实现准确检测的另一关键。

发明内容

针对现有用于发酵液成分检测的脱氢酶电化学生物传感器所存在的缺陷，本发明的目的是提供一种脱氢酶-小分子酶膜电极和利用电化学方法消除小分子的电极相结合的新型电化学检测装置。采用该检测装置对发酵样品中的目标分子进行检测，可有效消除实际样品中小分子的干扰，提高了检测的准确性。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：