3. ОПЕРАЦИОННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ БИОСЕНСОРОВ

 

Путем иммобилизации БуХЭ на коммерческих мембранах на основе нейлона и производных целлюлозы получены ферментсодержащие мембраны, отличающиеся высокой стабильностью характеристик при хранении и эксплуатации в составе электрохимических биосенсоров. Отклик потенциометрических биосенсоров определяется скоростью выделения кислоты RCOOH (R = CH3, C3H7) в холинэстеразном гидролизе субстрата (1). 

При амперометрическом детектировании сигнал определяется концентрацией второго продукта (тиохолина), окисляющегося на электроде (2).

Мембраны сохраняют работоспособность при хранении в рабочем буферном растворе в течение 1-3 недель (рис.1).

 Зависимость величины отклика от концентрации субстрата в полулогарифмических координатах имеет сигмоидальный вид с линейной областью в интервале концентраций бутирилхолина 1 10-4, 2 10-3 М (желатин), 2 10-4, 1 10-2 (бумага) и 2 10-4, 2 10-3 М (нитрат целлюлозы и нейлон). Иммобилизация фермента сглаживает рН-зависимость отклика биосенсора по сравнению с активностью нативного фермента и смещает максимум активности на 1-1.5 ед. в сторону меньших значений рН. Бумажные мембраны обладают высокой механической прочностью, наибольшей стабильностью при хранении и использовании. Кроме того, отклик биосенсора на основе таких мембран меньше зависит от буферной емкости раствора и практически постоянен в диапазоне рН 6.5-9.0. Это обусловлено торможением выноса продукта ферментативной реакции в раствор и повышает точность измерения содержания ингибиторов в объектах окружающей среды по сравнению с другими накладными мембранами. Кросс-сшивка БуХЭ на поверхности электрода без носителя позволяет увеличить отклик биосенсора, но время жизни ферментсодержащей мембраны и ее устойчивость к механическим воздействиям снижаются. Способ измерения сигнала не оказывает существенного влияния на операционные характеристики биосенсора. Время отклика и погрешность его измерения для потенциометрических и амперометрических биосенсоров практически совпадают (табл.5). Как показало изучение характеристик биосенсоров, отклик и его зависимость от условий измерения определяются не только удельной активностью иммобилизованного фермента, но и характеристиками носителя, а именно его влиянием на вынос продукта ферментативной реакции в раствор и собственными буферными свойствами. Определены оптимальные характеристики измерения ингибиторов холинэстераз с помощью биосенсоров на основе различных носителей фермента.

 

| Экспериментальная часть | В начало | Определение ингибиторов |