全固態(tài)pH微傳感器的制備及其在碳酸酐酶活力檢測中的應用.pdf

1、由于當前檢測碳酸酐酶活力方法的局限性，對碳酸酐酶活力大小的研究要遠少于對其結構和功能方面的研究。但碳酸酐酶活力尤其是巖溶地區(qū)植物、微生物和土壤中碳酸酐酶活力的大小對研究生物與環(huán)境之間的關系以及元素的地球化學循環(huán)均有著重大的意義。本研究利用電化學傳感技術結合全固態(tài)pH微電極替代了傳統(tǒng)測量方法中的pH玻璃電極，對原有方法進行改進，并運用到植物及土壤碳酸酐酶活力的檢測中。本研究的主要研究結果如下：
　　 1.傳統(tǒng)檢測碳酸酐酶的pH計法

2、使用的測量pH的工具是玻璃電極，玻璃電極用于測量一般靜態(tài)下溶液的pH值較理想，但碳酸酐酶催化的可逆反應是一個快速的動態(tài)過程，傳統(tǒng)的測定方法無法客觀地反映出整個反應的pH變化。采用電鍍法可以快速簡便地制備出全固態(tài)的Sb/Sb2O3pH微電極，該pH微電極穩(wěn)定性好，響應速度快，重現性高，pH值敏感性達到41.7mV/pH。與電化學方法中的開路電位法(OCP)相結合，解決了傳統(tǒng)測定方法中的不足之處。
　　 2.為了體現出電化學法測定的

3、優(yōu)點，將該方法測定的結果與傳統(tǒng)pH計法進行比較，從對標準碳酸酐酶溶液及植物提取液中碳酸酐酶活力的測定結果比較來看，電化學法擴大了測量范圍，提升了測量準確度，解決了原有方法在這些方面的缺陷。
　　 3.基于上述電化學法的優(yōu)點，將其運用到植物碳酸酐酶活力變化規(guī)律的研究中來。選取喀斯特先鋒植物構樹，廣泛適生性植物桑樹為研究對象，分別測定并繪制其碳酸酐酶活力的標準曲線，并測定出其碳酸酐酶胞外酶的活力范圍。
　　 4.通過在室內進

4、行光照脫水及復水實驗模擬構樹、桑樹遭受的干旱脅迫，測定此時碳酸酐酶活力的變化，分析兩者抵抗干旱逆境的能力。構樹在光照3小時，脫水60％以上仍能保持較高的碳酸酐酶活力，并在復水后恢復至原有水平。桑樹在光照2小時內為了抵抗干旱逆境，碳酸酐酶活力有一定的上升，復水之后下降恢復至原有水平。在光照3小時以上，活力下降，復水后亦難以恢復。兩者在光照4小時后，碳酸酐酶下降至原有活力的一半左右。這可能與其葉片細胞大量失水導致生理機能發(fā)生了不可逆的破壞有

5、關。
　　 5.通過不同濃度的聚乙二醇6000模擬水分脅迫以及同時添加碳酸酐酶胞外酶抑制劑AZ來探討胞外酶在植物受到干旱逆境時所起的作用。結果表明，在聚乙二醇6000單獨脅迫時，構樹的碳酸酐酶活力未發(fā)生顯著性變化，桑樹的碳酸酐酶活力在中等濃度脅迫下有一定的上升，高濃度下有所下降。當加入AZ抑制胞外酶后，兩者均不再對干旱脅迫有所響應，但胞內酶并未發(fā)生改變，表明胞外酶可能是調節(jié)植物在受到水分脅迫時的主要因素。
　　 6.通過

6、不同濃度的NaCl溶液模擬鹽分引起的滲透脅迫以及同時添加碳酸酐酶胞外酶抑制劑AZ來探討胞外酶在植物受到鹽分逆境時所起的作用。結果表明，在NaCl溶液單獨作用下，構樹的碳酸酐酶活力均有所下降，桑樹的碳酸酐酶活力在中等濃度時上升至最高峰，高濃度時有所下降。構樹對Na+、Cl-的抑制常數低于桑樹。當加入AZ抑制胞外酶后，兩者均不再對鹽分脅迫有所響應，但胞內酶仍不參與響應，表明胞外酶可能是調節(jié)植物在受到鹽分脅迫時的主要因素。
　　 7.

7、將電化學法運用到土壤碳酸酐酶活力的測定中來。以溫室中種植黃瓜的土壤為研究對象，測量黃瓜不同生育期時的土壤在不同深度下CO2濃度和碳酸酐酶活力，分析兩者與土壤深度及兩者互相之間的關系。溫室土壤CO2濃度隨土壤深度的增加而增加，碳酸酐酶活力隨土壤深度的增加而減小。土壤碳酸酐酶活力與CO2濃度成反比相關。
　　 綜上所述，電化學法測定碳酸酐酶活力優(yōu)于傳統(tǒng)的pH計法，在實際測定應用中取得了較好的結果，可以將該方法推廣到今后各類測定碳酸酐