CN105861456A - 吡喃糖氧化酶及其表达纯化方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种吡喃糖氧化酶,利用基因工程技术制备吡喃糖氧化酶多肽链,构建重组质粒、重组表达并且纯化,测定吡喃糖氧化酶的活性,然后配置试剂盒检测人血清中的葡萄糖含量,试剂盒包括试剂Ⅰ和试剂Ⅱ两部分。本发明的有益效果是:通过基因工程重组表达吡喃糖氧化酶,该酶产量高、工艺简单、稳定性好、成本低;利用计算机软件分析了吡喃糖氧化酶的氨基酸序列,并根据大量文献研究,选用了不同种属的吡喃糖氧化酶中同源性高的多肽链,表达了有功能性的多肽,既保证了吡喃糖氧化酶的活性,又保证重组蛋白的可溶性表达,较容易表达纯化和使用,过程简单;吡喃糖氧化酶法检测血糖的方法简单、稳定、准确,能较好地抗VC、溶血、乳糜、黄疸的干扰。
Description
技术领域
本发明涉及一种吡喃糖氧化酶及其表达纯化方法和应用。
背景技术
血清中检测葡萄糖含量的方法主要包括葡萄糖氧化酶法和己糖激酶法。葡萄糖氧化酶法是利用葡萄糖氧化酶(GOD)催化D-葡萄糖的第一个碳原子形成葡萄糖酸内酯,己糖激酶法是利用己糖激酶(HK)催化葡萄糖和ATP发生磷酸化反应,生成葡萄糖-6-磷酸与ADP。这是目前临床上测定血清中葡萄糖含量的应用较多的方法。吡喃糖氧化酶(PROD,EC1.3.10)能催化一类碳水化合物在第二个碳原子上发生反应生成2-酮基类衍生物和过氧化氢。D-葡萄糖是吡喃糖氧化酶高度特异的底物,具有较小的Km值(0.83mM-3.1mM),但是葡萄糖氧化酶的Km值是33mM。而且葡萄糖氧化酶和己糖激酶只能作用于β-D-葡萄糖,而吡喃糖氧化酶能作用于α-和β-D-葡萄糖,这些特性使得吡喃糖氧化酶可直接可测定血清中或事物中的葡萄糖,不需要变旋酶的作用。
近年来大量研究表明,吡喃糖氧化酶能催化血清中的1,5-脱水-D-山梨醇(1,5-anhydro-D-glucitol,1,5-AG),这是一个新的用于糖尿病诊断和监控的客观指标。1,5-AG水平的下降与血液中葡萄糖浓度存在密切关系。目前我们通常采用空腹血糖、糖化血红蛋白、果糖胺等葡萄糖相关物质作为代谢指标。空腹血糖反映了即时的血糖水平。果糖胺(FMN)反映近2-3周的平均血糖水平,糖化血红蛋白(HbA1c)反映2-3个月平均血糖水平,1,5-AG恰恰能反映近期内(1-数日)的平均血糖值,特别是最近的尿糖排泄情况。单独使用各项指标时糖尿病的灵敏度是1,5-AG>HbA1c>空腹血糖>FMN,可见用一项指标诊断糖代谢异常,1,5-AG效果最好。由此可见,吡喃糖氧化酶在糖尿病诊断中的应用前景广阔。
吡喃糖氧化酶是由担子菌纲的微生物产生的一类葡萄糖2位氧化酶,在以D-葡萄糖为底物,分子氧作为电子受体时呈现最高活性,在pH 6.2和50℃时表现最大活性;在pH5.0-7.4之间稳定,大于70℃时完全失去活性。Ag+、Cu2+和对氯高汞苯甲酸(PCMB)能抑制活性。PROD是已知酶中较大的含黄素蛋白的酶,由623个氨基酸残基构成,由共价结合的黄素腺嘌呤二核苷酸(FAD)形成多肽链,由相对分子质量为65×103的相同的4个亚单位组成,总的相对分子质量为290×103。
目前吡喃糖氧化酶主要是通过真菌类微生物的提取获得,但产量低、纯化工艺繁杂,因此用基因工程方法构建更优良的PROD生产菌株一直受到高度重视。
发明内容
本发明要解决的技术问题是:基于上述问题,本发明提供一种吡喃糖氧化酶及其表达纯化方法和应用。利用基因工程技术制备吡喃糖氧化酶多肽链,构建重组质粒、重组表达并且纯化,测定吡喃糖氧化酶的活性,然后配置试剂盒,检测人血清中的葡萄糖含量。
本发明解决其技术问题所采用的一个技术方案是:一种吡喃糖氧化酶,吡喃糖氧化酶的氨基酸序列如SEQ ID NO:1所示;编码吡喃糖氧化酶的基因如SEQ ID NO:2所示的核苷酸序列。
吡喃糖氧化酶的表达方法是:通过表达载体质粒在大肠杆菌菌株BL21中采用IPTG进行诱导表达,采用裂解法释放吡喃糖氧化酶后得到重组吡喃糖氧化酶。
吡喃糖氧化酶的纯化方法是:采用His-Trap FF crude柱纯化吡喃糖氧化酶,平衡柱子后加入蛋白粗提物,洗脱吡喃糖氧化酶,收集各步洗脱液,SDS-PAGE电泳分析蛋白纯化情况;采用Sephadex G-25脱盐柱脱盐,平衡柱子后加入纯化的蛋白,脱盐液脱盐,收集各步洗脱液,SDS-PAGE电泳分析蛋白纯化情况,Bradford法测定蛋白浓度后备用。
进一步地,吡喃糖氧化酶的纯化过程中添加与吡喃糖氧化酶共价结合的辅助因子黄素腺嘌呤二核苷酸。
纯化的吡喃糖氧化酶检测人血清中的葡萄糖,检测方法是:利用吡喃糖氧化酶将人血清中葡萄糖氧化生成过氧化氢,过氧化氢与4-氨基安替吡啉和苯酚类显色系统在过氧化酶催化下生成有色物质,进行比色分析从而测定人血清中葡萄糖的含量。
吡喃糖氧化酶制备测定人血清中葡萄糖的含量的试剂盒,试剂盒包括试剂Ⅰ和试剂Ⅱ两部分,其中试剂Ⅰ含有4-氨基安替吡啉、过氧化氢酶、抗坏血酸氧化酶、表面活性剂、缓冲液、防腐剂和稳定剂;试剂Ⅱ含有吡喃糖氧化酶、2-羟基-3-间苯胺丙磺酸钠、亚铁氰化钾、牛血清白蛋白、缓冲液、防腐剂和稳定剂。
进一步地,每升试剂Ⅰ溶液中各组分的含量为:
每升试剂Ⅱ溶液中各组分的含量为:
进一步地,每升试剂Ⅰ溶液中各组分的含量为:
每升试剂Ⅱ溶液中各组分的含量为:
进一步地,表面活性剂为曲拉通X-100、B66、吐温20、十二烷基苯磺酸钠、甜菜碱、十六烷基三甲基溴化铵中的一种或几种。
进一步地,稳定剂与防腐剂为叠氮钠、叠氮锂、PC300、苯甲酸钠、山梨酸钾、对羟基苯甲酸丙酯、聚乙二醇、聚乙烯醇、乙二胺四乙酸二钠中的一种或几种。
本发明的有益效果是:(1)本发明通过基因工程重组表达吡喃糖氧化酶,该酶产量高、工艺简单、稳定性好、成本低;
(2)本发明利用计算机软件分析了吡喃糖氧化酶的氨基酸序列,并根据大量文献研究,选用了不同种属的吡喃糖氧化酶中同源性高的多肽链,表达了有功能性的多肽,既保证了吡喃糖氧化酶的活性,又保证重组蛋白的可溶性表达,较容易表达纯化和使用,过程简单;
(3)本发明对吡喃糖氧化酶进行了表达和纯化,破碎后上清液经一步亲和层析纯化得到蛋白,可溶性蛋白占总蛋白量超过50%,PROD的表达量达200mg/L;使用Ni2+亲和层析柱对重组蛋白进行纯化,再通过Sephadex G-25脱盐柱脱盐后,蛋白纯度达到95%以上;在整个纯化过程中通过添加与PROD共价结合的辅助因子黄素腺嘌呤二核苷酸,保证了PROD的良好活性;
(4)建立了基于PROD催化反应产物葡萄糖生成过氧化氢反应测定PROD酶活性的方法,纯化后的PROD单位酶活为50U/mg;
(5)吡喃糖氧化酶法检测血糖的方法简单、稳定、准确,能较好地抗VC、溶血、乳糜、黄疸的干扰。
附图说明
下面结合附图对本发明进一步说明。
图1是本发明的吡喃糖氧化酶的重组质粒的测序结果图;
图2是本发明的试剂盒线性范围图;
图3是本发明的试剂盒与血糖氧化酶法检测临床样本的相关性图;
图4是本发明的试剂盒与血糖己糖激酶法检测临床样本的相关性图。
具体实施方式
现在结合具体实施例对本发明作进一步说明,以下实施例旨在说明本发明而不是对本发明的进一步限定。
一、吡喃糖氧化酶及其表达纯化
(1)吡喃糖氧化酶氨基酸序列的筛选
利用DNATOOLS、ANTHEPROT等生物信息软件,通过计算机分析比对不同种属的吡喃糖氧化酶的氨基酸序列,得到同源性高的氨基酸序列。再结合大量文献资料,筛选得到以下稳定性好、酶活性高的吡喃糖氧化酶的氨基酸序列为:MSTSSSDPFFNFAKSSFRSAAAQKASASSLPPLPGPDKKVPGMDIKYDVVIVGSGPIGCTYARELVGAGYKVAMFDIGEIDSGLKIGAHKKNTVEYQKNIDKFVNVIQGQLVSVSVPVNTLVVDTLSPTSWQASTFFVRNGSNPEQDPLRNLSGQAVTRVVGGMSTHWTCATPRFDREQRPLLVKDDADADDAEWDRLYTKAESYFQTGTDQFKESIRHNLVLNKLAEEYKGQRDFQQIPLAATRRSPTFVEWSSANTVFDLQNRPNTDAPEERFNLFPAVACERVVRNASNSEIESLHIHDLISGDRFEIKADVYVLTAGAVHNTQLLVNSGFGQLMRPNPTNPPELLPSLGSYITEQSLVFCQTVMSTELIDSVKSDMTIRGTPGELTYSVTYTPGASTNKHPDWWNEKVKNHMMQHQEDPLPIPFEDPEPQVTTLFQPSHPWHTQIHRDAFSYGAVQQSIDSRLIVDWRFFGRTEPKEENKLWFSDKITDAYNMPQPTFDFRFPAGRTSKEAEDMMTDMCVMSAKIGGFLPGSLPQFMEPGLVLHLGGTHRMGFDEKEDSCCVNTDSRVFGFKNLFLGGCGNIPTAYGANPTLTAMSLAIKSCEYIKQNFTPSPFTSEAQ
相对应的吡喃糖氧化酶的DNA序列为:
(2)吡喃糖氧化酶的蛋白序列的基因克隆、重组质粒的构建、重组质粒的筛选与鉴定均委托公司完成。测序结果见图1。
(3)融合蛋白的表达
将由公司构建好而且鉴定正确的重组质粒转化到大肠杆菌BL21(DE3),转化子接种至含5mL LB培养基(含氨苄青霉素50μg/mL)的试管内,37℃250rpm摇床培养过夜。将过夜培养的菌体按照1%的比例转种于250ml LB培养液(含氨苄青霉素50μg/mL)。37℃摇床培养至OD600到0.6-0.8。从重组菌中取10mL培养液作为未诱导对照,在剩下的培养液中加IPTG至终浓度0.1mmol/L,37℃继续振荡培养诱导3h,离心收集菌体进行SDS-PAGE检测,重组子表达分子量为大约71kD的融合蛋白,蛋白纯度达到90%以上,而对照菌无此蛋白带。
(4)表达融合蛋白的纯化和脱盐
His-Trap FF crude柱、Sephadex G-25柱由GE Healthcare公司产品,其余试剂均为国产或进口分析纯试剂。
1、将250ml诱导表达融合蛋白的工程菌离心(8000rpm、10min、4℃)收菌,菌体重悬于原培养液1/10体积的裂解液(PBS PH7.4、500mmol/L NaCl、20mmol/L咪唑、50μmol/L黄素腺嘌呤二核苷酸(FAD))内,冰浴超声破菌10min,离心(12000rpm、10min、4℃),收集上清。
2、His-Trap FF crude柱纯化蛋白
将His-Trap FF crude柱连接到蠕动泵,先用平衡液PBS pH7.4、500mmol/L NaCl、20mmol/L咪唑冲洗平衡,然后将上步获得的裂解缓冲液经0.22微米滤器过滤后上样,上样流速为1mL/min。上样结束后再用10倍柱床体积平衡液(PBS pH7.4、500mmol/L NaCl、20mmol/L咪唑)平衡,流速为1.5ml/min,最后用5倍柱床体积洗脱缓冲液(500mM咪唑、PBSpH7.4、500mmol/L NaCl pH 8.0),每管1ml收集洗脱液,然后每管取15微升进行SDS-PAGE电泳,取含分子量为71kD目的蛋白量较多、较纯的管,备用。
3、Sephadex G-25脱盐柱脱盐
将5ml Sephadex G-25S脱盐柱连接到蠕动泵,先用平衡液50mmolTris-HCl、150mmol/L NaCl、50μmol/L FAD冲洗2-3倍柱体积平衡,然后将上步纯化的蛋白经0.22微米滤器过滤后上样1-1.5mL,上样流速为1mL/min。上样结束后再用2-3倍柱床体积脱盐液(50mmolTris-HCl、150mmol/L NaCl、50μmol/L FAD)脱盐,流速为1mL/min,用试管收集前2-2.5ml的目的蛋白。然后取15微升进行SDS-PAGE电泳。用Bradford法测定蛋白浓度后备用。
(5)吡喃糖氧化酶活性的测定
酶的活性检测在反应体系为3mL 100mmol/L MES缓冲液,pH 6.0中进行,包含131mmol/L D-葡萄糖、0.2mmol/L 4-氨基安替比林(4AA)、0.3mmol/L 2-羟基-3-间甲苯胺丙磺酸钠(TOOS)和过氧化物酶(POD)。37℃预孵育5min后,加入适量酶液,在546nm波长下连续测定2-3分钟的吸光度值,得到酶的每分钟吸光度值的变化(△OD样本),以不加酶液的反应液为对照,得到空白样本的每分钟吸光度值的变化(△OD空白)。
按照计算公式:酶活(U/ml)=△OD/min(△OD样本-△OD空白)×1.89×稀释倍数(df),得到吡喃糖氧化酶(PROD)的酶活力。
二、吡喃糖氧化酶的应用
(1)纯化的吡喃糖氧化酶检测人血清中的葡萄糖
通过吡喃糖氧化酶(PROD)将样本中葡萄糖(GLU)氧化生成过氧化氢(H2O2),过氧化氢再在过氧化酶(POD)催化下,借4-氨基安替吡啉(4AA)和苯酚类显色系统,生成有色物质,在特定的波长下检测吸光度,从而测定出样本中葡萄糖的含量。
(2)制备测定人血清中葡萄糖的含量的试剂盒
1、检测试剂盒的用法:
R1试剂:在50mM pH8.0的TRIS-HCL缓冲液中,添加1mmol/L 4-AA、2KU/L POD、1KU/L抗坏血酸氧化酶(ASOD)、0.01%曲拉通X-100、0.1%叠氮钠,搅拌均匀即为R1试剂。
R2试剂:在50mM pH8.0的TRIS-HCL缓冲液中,添加10KU/L PROD、2mmol/L 2-羟基-3-间苯胺丙磺酸钠(TOOS)、0.01%亚铁氰化钾、1%BSA、0.75%EDTA、0.1%叠氮钠,搅拌均匀即为R2试剂。
葡萄糖校准品:在12mmol/L的苯甲酸溶液中,加入5mmol/L的葡萄糖。
检测方法:
以日立7080生化分析仪为例:测定波长是546nm,测定方法是2点终点法。样品量3uL,R1试剂210uL,R2试剂70ul,校准方式是线性测定,反应方向是向上。校准品与R1混合后,在反应第16点读取吸光度值A1,加入R2,在31点读取吸光度值A2,计算吸光度差值δA=A2-A1。取待测样本,同法测定样本的吸光度差值,将其代入公式 即可计算得出待测样本中的GLU的含量。
2、灵敏度检测:以蒸馏水作样本连续检测20次,取其均值+3s作为最低检测限,即为该方法的灵敏度。试验所得本法的灵敏度为:0.054mmol/L。
3、线性范围检测:取临床高值混合血清(39mmol/)用生理盐水进行倍比稀释,得到9个浓度的稀释血清,每个浓度的稀释血清重复检测3次,取其均值,将实测值与理论值进行直线回归分析。如图2统计分析显示该方法的回归方程为:y=0.991x+0.177R2=0.999P<0.05,该方法在0.61~39mmol/L内线性较好(见表1)。
表1本发明试剂盒线性范围
4、重复性检测:批内重复性试验:取三份高(19.82mmol/L)、中(7.61mmol/L)、低(3.02mmol/L)临床样本混合血清连续检测20次,则其变异系数分别为0.55%、1%、0.87%(见表2);日间重复性试验:每日检测临床生化高(21.6mmol/L)、中(12.2mmol/L)、低(2.4mmol/L)质控血清一次,连续检测20天,则其变异系数分别为1.04%、2.16%、2.21%(见表3)。
表2本发明试剂盒批内重复性检测(mmol/L)
类别 | 均值 | 标准差 | CV% |
低值 | 3.08 | 0.026 | 0.87 |
中值 | 7.58 | 0.076 | 1.00 |
高值 | 19.71 | 0.108 | 0.55 |
表3本发明试剂盒日间重复性(mmol/L)
类别 | 均值 | 标准差 | CV% |
低值 | 2.53 | 0.056 | 2.21 |
中值 | 12.62 | 0.027 | 2.16 |
高值 | 20.9 | 0.022 | 1.04 |
5、回收试验:向0.9ml临床低值样本中加入0.1ml生理盐水作为基础样本,向0.9ml临床低值样本中分别加入0.1ml临床高、中、低值样本作为回收样本,经该方法检测后计算其回收率分别为102.4%、104.9%、97.1%。
6、干扰试验:基础样本:向0.9ml临床中值样本中加入0.1ml生理盐水;干扰样本:向0.9ml临床中值样本中分别加入0.1ml系列稀释的干扰物VC(最大100mg/L)、血红蛋白(最大14.2g/L)、脂肪乳(最大14g/L)及胆红素(最大14g/L)。用本法分别测定基础样本及各干扰样本,可见在Vc含量100mg/dL时,其干扰率为正干扰0.66%(见表4);血红蛋白含量为14.2g/L时,其干扰率为正干扰1.45%(见表5);甘油三脂在51.56mmol/L时,其干扰率是负干扰0.4%(见表6);胆红素在545μmol/L时,其干扰率是负干扰2.7%(见表7)。
表4本发明试剂盒维生素C干扰实验结果(mmol/L)
表5本发明试剂盒溶血干扰实验结果(mmol/L)
表6本发明试剂盒脂肪乳干扰实验结果(mmol/L)
表7本发明试剂盒胆红素干扰实验结果(mmol/L)
7、本发明试剂盒与血糖氧化酶法和己糖激酶法试剂盒临床样本的相关性检测
在0.61~39mmol/L内选择50例临床样本,分别用本法、已糖激酶法(罗氏医学诊断公司)及葡萄糖氧化酶法(罗氏医学诊断公司)检测,得到本法与氧化酶法的回归方程为:y=0.984x-0.061R2=0.996P<0.05(见图3),本法与已糖激酶法的回归方程为:y=0.970x-0.138R2=0.997P<0.05(见图4)。
我国目前血清中检测葡萄糖含量的方法主要包括葡萄糖氧化酶法和己糖激酶法。这两种酶原料的生产主要是天然纯化,产量低、工艺繁杂、稳定性差,而且主要依赖进口厂家生产。吡喃糖氧化酶与葡萄糖氧化酶、己糖激酶法相比,对底物D-葡萄糖亲和力更高,反应速率更快。而且吡喃糖氧化酶能作用于α-和β-D-葡萄糖,不需要另加变旋酶。同时,本发明通过基因工程重组表达吡喃糖氧化酶,该酶产量高、工艺简单、稳定性好、成本低。
本发明利用计算机软件分析了吡喃糖氧化酶的氨基酸序列,并根据大量文献研究,选用了不同种属的吡喃糖氧化酶中同源性高的多肽链,表达了有功能性的多肽,既保证了吡喃糖氧化酶的活性,又保证重组蛋白的可溶性表达,较容易表达纯化和使用,过程简单。
本发明对吡喃糖氧化酶(PROD)进行了表达和纯化,破碎后上清液经一步亲和层析纯化得到蛋白,可溶性蛋白占总蛋白量超过50%,PROD的表达量达200mg/L。使用Ni2+亲和层析柱对重组蛋白进行纯化,再通过Sephadex G-25脱盐柱脱盐后,蛋白纯度达到95%以上。在整个纯化过程中通过添加与PROD共价结合的辅助因子黄素腺嘌呤二核苷酸(FAD),保证了PROD的良好活性。建立了基于PROD催化反应产物葡萄糖生成过氧化氢反应测定PROD酶活性的方法,纯化后的PROD单位酶活为50U/mg。
PROD配置的检测人血清中葡萄糖含量的试剂盒检测限是0.039mmol/L。线性范围0.61~39mmol/L。批内重复性变异系数CV≤5%,日间重复性变异系数CV≤5%,平均回收率是101%,维生素C 100mg/dL以下,血红蛋白14.2g/L以下,甘油三酯51.56mmol/L以下,胆红素545μmol/L以下无显著性干扰。该方法与葡萄糖氧化酶法、己糖激酶法相关性良好。由此可见,吡喃糖氧化酶法检测血糖的方法简单、稳定、准确,能较好地抗VC、溶血、乳糜、黄疸的干扰。
以上述依据本发明的理想实施例为启示,通过上述的说明内容,相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内,进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容,必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
Claims (10)
1.一种吡喃糖氧化酶,其特征是:所述的吡喃糖氧化酶的氨基酸序列如SEQ ID NO:1所示;编码吡喃糖氧化酶的基因如SEQ ID NO:2所示的核苷酸序列。
2.权利要求1所述的吡喃糖氧化酶的表达纯化方法,其特征是:所述的吡喃糖氧化酶的表达方法是:通过表达载体质粒在大肠杆菌菌株BL21中采用IPTG进行诱导表达,采用裂解法释放吡喃糖氧化酶后得到重组吡喃糖氧化酶。
3.权利要求1所述的吡喃糖氧化酶的表达纯化方法,其特征是:所述的吡喃糖氧化酶的纯化方法是:采用His-Trap FF crude柱纯化吡喃糖氧化酶,平衡柱子后加入蛋白粗提物,洗脱吡喃糖氧化酶,收集各步洗脱液,SDS-PAGE电泳分析蛋白纯化情况;采用Sephadex G-25脱盐柱脱盐,平衡柱子后加入纯化的蛋白,脱盐液脱盐,收集各步洗脱液,SDS-PAGE电泳分析蛋白纯化情况,Bradford法测定蛋白浓度后备用。
4.根据权利要求3所述的吡喃糖氧化酶的表达纯化方法,其特征是:所述的吡喃糖氧化酶的纯化过程中添加与吡喃糖氧化酶共价结合的辅助因子黄素腺嘌呤二核苷酸。
5.权利要求1所述的吡喃糖氧化酶的应用,其特征是:纯化的吡喃糖氧化酶检测人血清中的葡萄糖,检测方法是:利用吡喃糖氧化酶将人血清中葡萄糖氧化生成过氧化氢,过氧化氢与4-氨基安替吡啉和苯酚类显色系统在过氧化酶催化下生成有色物质,进行比色分析从而测定人血清中葡萄糖的含量。
6.权利要求1所述的吡喃糖氧化酶的应用,其特征是:制备测定人血清中葡萄糖的含量的试剂盒,试剂盒包括试剂Ⅰ和试剂Ⅱ两部分,其中试剂Ⅰ含有4-氨基安替吡啉、过氧化氢酶、抗坏血酸氧化酶、表面活性剂、缓冲液、防腐剂和稳定剂;试剂Ⅱ含有吡喃糖氧化酶、2-羟基-3-间苯胺丙磺酸钠、亚铁氰化钾、牛血清白蛋白、缓冲液、防腐剂和稳定剂。
7.根据权利要求6所述的吡喃糖氧化酶的应用,其特征是:
每升试剂Ⅰ溶液中各组分的含量为:
每升试剂Ⅱ溶液中各组分的含量为:
8.根据权利要求7所述的吡喃糖氧化酶的应用,其特征是:
每升试剂Ⅰ溶液中各组分的含量为:
每升试剂Ⅱ溶液中各组分的含量为:
9.根据权利要求6所述的吡喃糖氧化酶的应用,其特征是:所述的表面活性剂为曲拉通X-100、B66、吐温20、十二烷基苯磺酸钠、甜菜碱、十六烷基三甲基溴化铵中的一种或几种。
10.根据权利要求6所述的吡喃糖氧化酶的应用,其特征是:所述的稳定剂与防腐剂为叠氮钠、叠氮锂、PC300、苯甲酸钠、山梨酸钾、对羟基苯甲酸丙酯、聚乙二醇、聚乙烯醇、乙二胺四乙酸二钠中的一种或几种。
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109239059A (zh) * | 2018-08-30 | 2019-01-18 | 中拓生物有限公司 | 一种糖化血清蛋白测定试剂盒及其制备方法和应用 |
CN113249367A (zh) * | 2021-06-03 | 2021-08-13 | 上海蓝园生物工程有限公司 | 液态吡喃糖氧化酶保存制剂及其用途 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1281980A (zh) * | 1999-07-26 | 2001-01-31 | 武汉埃克玛生物技术有限公司 | 血清1,5-脱水葡萄糖醇测定试剂 |
CN101558296A (zh) * | 2006-12-14 | 2009-10-14 | 日本化药株式会社 | 用于测定全血中的1,5-脱水葡萄糖醇的方法以及用于所述方法的传感器芯片和测定试剂盒 |
CN102175670A (zh) * | 2010-12-30 | 2011-09-07 | 北京九强生物技术股份有限公司 | 血液1,5-脱水葡萄糖醇的检测方法及试剂盒 |
CN104483487A (zh) * | 2014-12-22 | 2015-04-01 | 宁波美康生物科技股份有限公司 | 检测人血液中1,5-脱水山梨醇的试剂盒 |
-
2016
- 2016-05-12 CN CN201610311783.4A patent/CN105861456A/zh not_active Withdrawn
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1281980A (zh) * | 1999-07-26 | 2001-01-31 | 武汉埃克玛生物技术有限公司 | 血清1,5-脱水葡萄糖醇测定试剂 |
CN101558296A (zh) * | 2006-12-14 | 2009-10-14 | 日本化药株式会社 | 用于测定全血中的1,5-脱水葡萄糖醇的方法以及用于所述方法的传感器芯片和测定试剂盒 |
CN102175670A (zh) * | 2010-12-30 | 2011-09-07 | 北京九强生物技术股份有限公司 | 血液1,5-脱水葡萄糖醇的检测方法及试剂盒 |
CN104483487A (zh) * | 2014-12-22 | 2015-04-01 | 宁波美康生物科技股份有限公司 | 检测人血液中1,5-脱水山梨醇的试剂盒 |
Non-Patent Citations (5)
Title |
---|
(美)戈德堡著: "《Barron’s AP 生物》", 31 May 2014, 世界图书北京出版公司 * |
INES PISANELLI等: "Pyranose 2-oxidase from Phanerochaete chrysosporium-Expression in E.coli and biochemical characterization", 《JOURNAL OF BIOTECHNOLOGY》 * |
NCBI: "Chain A,Pyranose-2-oxidase", 《GENBANK DATABASE》 * |
刘巍等: ""对吡喃糖氧化酶法测定血清中葡萄糖的评价"", 《国际检验医学杂志》 * |
刘志国主编: "《生物化学实验第二版》", 30 June 2014, 华中科技大学出版社 * |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109239059A (zh) * | 2018-08-30 | 2019-01-18 | 中拓生物有限公司 | 一种糖化血清蛋白测定试剂盒及其制备方法和应用 |
CN113249367A (zh) * | 2021-06-03 | 2021-08-13 | 上海蓝园生物工程有限公司 | 液态吡喃糖氧化酶保存制剂及其用途 |
CN113249367B (zh) * | 2021-06-03 | 2024-04-02 | 上海蓝园生物工程有限公司 | 液态吡喃糖氧化酶保存制剂及其用途 |
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