[发明专利]一种电子束辐照对酶活性的控制与原位检测方法

说明书

本发明公开了一种电子束辐照对酶活性的控制与原位检测方法。包括如下步骤：（1）制备二氧化钛薄膜场效应管；（2）酶的固定化；（3）将器件放入SEM样品台，以硅作为栅电极，金电极阵列中任意两个相邻电极作为源、漏电极，电极通过引线与腔体上航空接头连接；（4）将上述电极的器件放置于扫描电镜中，用电子束照射；（4）电导性能测试。基于二氧化钛薄膜场效应管，将酶固定于场效应管，以扫描电子显微镜的电子束作为辐照源，并将场效应管的电极通过引线及腔体接口引出至SEM腔体外的半导体特性分析仪进行原位的电导测量，通过电导的变化以监测酶的活性。电子束的产生不需要借助任何放射性元素，实现电子束辐照下酶活性的原位监测。

技术领域

本发明涉及一种电子束辐照对酶活性的控制与原位检测的技术。

背景技术

辐照技术是通过辐照源 （x射线、γ射线或电子束）对物质进行电离辐射，通过电离辐射与物质相互作用的物理效应、化学效应和生物效应，来提供消毒灭菌、改变物质性状等相关技术。电子束辐照是一种冷杀菌技术，与传统的x射线和γ射线相比，电子束的产生以电能为能源，不需要借助任何放射性元素，因此电子束辐照技术具有更大优势和安全性。近年来，随着化学、食品等领域对辐照技术研究的不断深入，辐照作用于蛋白质和多肽的研究也逐渐增多。不同强度的辐照作用于蛋白质上，可以改变蛋白质的结构，从而对蛋白质的性质进行控制。

酶是作用于体内特定分子（也叫做酶的底物）的特殊蛋白质，人体内几乎所有的细胞活动进程都需要酶的参与，有增加代谢反应和变化等作用。酶的活性可以被温度、化学环境、电磁波以及底物浓度等因素影响。那么，电子束作为一种重要的辐射源，其在辐照酶后是否会使酶结构发生变化进而影响其活性，能否实现对酶活性进行原位监测，这一方面的技术手段尚未见报道。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于电子束辐照对酶活性的控制与原位检测方法，从而实现电子束辐照下酶电导特性的原位测量。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种电子束辐照对酶活性的控制与原位检测方法，包括如下步骤：

（1）制备二氧化钛薄膜场效应管，将条状阵列掩膜版置于场效应管表面，采用电子束蒸发镀金电极，将多条引线分别焊接至金电极，选用无机胶水保护电极；

（2）酶的固定化： 在源-漏电极间依次滴加连接剂、交联剂和酶，每步滴加完溶液固定一个小时，最后用超纯水洗净；

（3）将器件放入SEM样品台，以硅作为栅电极，金电极阵列中任意两个相邻电极作为源、漏电极，电极通过引线与腔体上航空接头连接，将引线另一悬空端连接BNC接头并与腔体上航空接头连接；

（4）将上述具有多个电极的器件放置于扫描电镜中，用30kV电子束照射15min，分别记录0 min、5 min、10 min和15 min时数据；该器件上另选四个D-S电极分别设置未辐照、10kV、 20kV和30kV电子束各照射15min；

（5）电导性能测试：将半导体特性分析仪接头接至腔体航空接头外侧，实现电子束辐照下酶电导特性的原位测量。

在上述的电子束辐照对酶活性的控制与原位检测方法中，步骤（3）所述电极通过引线与腔体上航空接头连接采用如下二种方法：用小型探针台把电极和BNC接头连接，或者用引线连接仪或者超声焊接仪将电极和BNC接头通过金属引线连接。

在上述的电子束辐照对酶活性的控制与原位检测方法中，步骤（2）所述连接剂优选为壳聚糖。

在上述的电子束辐照对酶活性的控制与原位检测方法中，步骤（2）所述交联剂优选为戊二醛。