[实用新型]一种生物转化反应中γ-氨基丁酸生成量的检测装置

说明书

技术领域

一种生物转化反应中快速计算γ-氨基丁酸生成量的检测装置，属于化学仪器技术领域。 

背景技术

γ-氨基丁酸（GABA，Gamma-aminobutyric acid）是一种天然存在的非蛋白组成氨基酸，在哺乳动物体内GABA是一种抑制性神经递质，介导40%以上的抑制性神经信号。GABA具有提高脑活力、降低血压、安定精神、改善肝肾机能等功能，因而它在功能食品中具有广泛的应用前景。 

谷氨酸脱羧酶（GAD，Glutamate decarboxylase）是一种磷酸吡哆醛（PLP）类酶，它是GABA生物合成过程中的重要生物酶。GAD广泛存在于微生物、植物组织到高级哺乳动物体内，但是它在细胞中的存在量甚微。 

在GABA生物合成过程中，对GABA的测定目前有多种方法和仪器，而不同测定方法优缺点不同，因而有必要来根据实际情况，通过实验研究建立一种有针对性的快速、可靠、方便的测定方法，已有的检测方法报道有以下几种： 

双酶法：运用双酶试剂盒Gabase（双酶试剂盒，即[α-酮戊二酸：GABA，氨基转移酶（E.C.2.6.19）]及[NAD(P)：琥珀酸半缩醛，氧化还原酶(E.C.1.2.1.16)]），反应原理为：α-酮戊二酸+GABA→琥珀酸半缩醛+L-谷氨酸；NADP^＋+琥珀酸半缩醛→NADPH+H^＋+琥珀酸。该方法对GABA进行定量分析，通过荧光检测NADH或NAD的变化量，所需时间短，灵敏度高，达1×10^-11 mol/L，在医学研究中常用于对神经组织中所含GABA的微量分析。但是该检测方法的测定成本比较昂贵，不适于工业应用。

氨基酸分析仪测定法或高效液相测定法：采用分析仪器定量测定GABA。此类方法目前应用广泛并且准确度很高，但是分析成本较高，有时需要对样品进行比较繁琐的预处理或衍生化准备，由于准确度高通常作为一种参照比较的标准方法。 

纸层析或薄层扫描法：此类方法主要利用氨基酸与茚三酮反应生成有色物质，进行分离检测。此类方法比较经济快速，但是灵敏度较低，常常用作GABA的定性检测。 

比色法：基本原理为，利用生物反应前后Berthelot比色法的显色差值来测定酶活。Berthelot反应利用苯酚、次氯酸钠与游离氨反应，显色灵敏度高，常用来测定体系中的氨及其盐类的含量，氨基酸具有游离氨基，在Berthelot反应中有一定响应，一个规律是，ω-氨基酸的反应灵敏度很高，而α-氨基酸响应低。对于体系中的L-谷氨酸和GABA来讲，它们在Berthelot反应中响应差别悬殊，即酶反应产物GABA的响应很高而底物L-谷氨酸响应低，因此酶反应发生时，可以根据体系显色强度变化进行酶活测定。Johnson和Tsushida等报道了利用比色法分别测定豇豆和茶叶中谷氨酸脱羧酶的酶活。此类方法所需样品量少，快速，但是准确度不高，反应体系小，不适于工业化应用。 

另外，根据谷氨酸脱羧酶反应的特点：GAD属于裂解酶类，反应为作用于L-谷氨酸而产生CO₂和GABA，反应过程中CO₂不断逸出，因此GAD脱羧反应是一个不可逆过程，反应中不断消耗质子。通过计算反应中释放的CO₂量来计算酶活也有报道：采用电化学装置，原理为检测脱羧反应中定量释放的CO₂。凌达仁和吴国琪利用微机化离子分析仪和CO₂气敏电极来测定谷氨酸脱羧酶活力，据此还可以推算GABA的生成量，此元素方法数据应用计算机记录，非常方便，易于操作。但是设备投资大，对反应体系要求严格。 

二氧化碳定量法。采用放射定量法来测定GAD的酶活，原理是以带有放射性元素¹⁴C的L-谷氨酸为底物，GAD脱羧反应中会定量释放¹⁴CO₂，检测¹⁴CO₂，然后根据反应中单位时间内释放的¹⁴CO₂来确定GAD酶活，据此还可以推算GABA的生成量。此方法准确度极高，但是测定成本较高，操作繁琐，对设备要求严格。 

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题为：针对目前GABA测定方法的费时长，成本高，操作复杂，规模小等缺陷，发明了一种专门用于生物转化中测定生成GABA含量的检测装置。