酶定向固定化策略在生物传感器中应用

王兴保1，2）马耀宏1，2）薛云龙1，2）黄晓珍1，2）邵越1，2）于毅1，2） 王丙莲1，2）刘庆艾1，2）张立鹤1，2）公维丽1，2）（1）齐鲁工业大学（山东省科学院），山东省科学院生物研究所；2）山东省生物传感器重点实验室）

摘要：酶电极生物传感器具有灵敏、高效、特异性强以及器型小巧等特点，在生命科学研究、疾病诊断和监控等领域展现出广阔的应用前景，酶的固定化是决定酶电极生物传感器性能（稳定性、灵敏性、重现性） 的关键步骤，通过随机固定化（物理吸附、共价交联等） 容易引起酶活力下降、固定化稳定性低等问题，而利用氨基酸残基突变、亲和肽融合以及核苷酸特异结合等优化酶分子空间取向，为解决随机固定化问题提供了新的可能。本文对基于定点突变引入带有官能团的特定氨基酸（赖氨酸、组氨酸、半胱氨酸、非天然氨基酸）、通过基因工程融合亲和肽（金结合肽、碳材料结合肽、碳水化合物结合结构域） 及利用核苷酸与目标酶（蛋白质） 之间的特异性结合等策略来实现酶分子传感元件定向固定化的原理、优缺点以及在酶电极生物传感器上的应用进展进行了系统综述，并对多种传感界面固定化酶表征技术的应用领域、各方法的优点和应用局限性进行了探讨，以期为高性能酶传感元件创制及酶电极传感器的制造提供理论和技术指导。

关键词：酶固定化，酶电极，生物传感器，酶分子空间取向