Биосенсоры медиатор

Одним из перспективных направлений в использовании ХМЭ является модифицирование их соединениями, которые ускоряют перенос электронов с электрода на деполяризатор (или наоборот). Указанные соединения выполняют роль медиаторов сначала они принимают (или отдают) электроны от электрода, а затем участвуют в быстрых редокс-реакциях с определяемым компонентом. Эти реакции широко используются в амперометрических ферментных биосенсорах, поскольку многие ферменты являются редокс-медиаторами. Разработаны способы иммобилизации хинонов, органических и неорганических ионов, редокс-красителей, ферментов. На сегодняшний день одним из лучших медиаторов является ферроцен - Г] -бис(циклопентадиенил)железа. С электрохимической точки зрения ферроцен представляет собой классическую редокс-пару ( ° = 165 мВ относительно НКЭ), на физические и химические свойства которой можно влиять, вводя заместитель в любое из колец молекулы. [c.487]

Важнейшим достижением в производстве биосенсоров является использование электропроводящих мембран, например поли-пиррольных, содержащих также фермент, кофактор и медиатор. Такие мембраны изготавливают при проведении реакции полимеризации непосредственно на поверхности электрода. [c.504]

Биосенсоры принадлежат к семейству молекулярных сенсоров и поэтому включают селективную к определяемому веществу поверхность вблизи преобразователя или интегрированную в преобразователь (рис. 7.8-1), функцией которой является передача сигнала о взаимодействии между поверхностью и определяемым веществом либо непосредственно, либо через химический медиатор. В биосенсорах специфичная к определяемому веществу поверхность использует биомолекулы, распознающие молекулярные участки или их аналоги. [c.518]

При выборе подходящего медиатора для амперометрического биосенсора весьма полезным может оказаться метод постояннотоковой циклической вольтамперометрии. Этот метод позволяет установить многие важные свойства медиатора. Обычно желательно, чтобы медиатор имел низкий окислительНо-восстановительный потенциал и высокую константу скорости электрохимической реакции. Последнее условие связано тем, что сигнал биосенсора не должен лимитироваться кинетикой электродных процессов. Оба параметра можно определять с помощью одноимпульсной циклической вольтамперометрии. По изменению формы вольтамперных кривых во времени можно оценивать также стабильность медиатора в зависимости от pH, давления кислорода, присутствия ингибиторов и мешающих примесей. Еще более важно, что метод дает качественную и количественную информацию об электрохимически сопряженных ферментативных реакциях, на которых основано функционирование медиаторных амперометрических биосенсоров. [c.203]

Упрощенная схема, приведенная на рис. 17.8, очевидно, дает лишь приблизительное представление о возможностях конструирования биосенсоров. Различные конфигурации ферментных сенсоров рассмотрены, в частности, Шеллером и сотр. [44]. Особое внимание авторы уделяют характеристикам биоактивного слоя, являющегося важнейшей рабочей частью биосенсора. Одной из главных целей при разработке прототипа микробных сенсоров было выяснение того, что происходит в таком активном слое, содержащем биокатализатор, медиатор(ы) и другие необходимые компоненты. В свете этих экспериментальных исследований состав и структуру слоя в каждом конкретном случае можно модифицировать оптимальным образом. Ниже обсуждаются некоторые направления в конструировании активных слоев. [c.249]

Важшэй информацией, которую мьс можем извлечь из этих параметров, ивляется величина Р (уравнения 7.8-7 и 7.8-8), показывающая, насколько чувствителен будет отклик к изменению толщины ферментного слоя. Понятно также, как важен контроль концентрации фермента [Ео] для обеспечения воспроизводимости биосенсора. Можно также предсказать, что произойдет с откликом электрода, если изменить один из параметров в модуле Тиле. Например, на рис. 7.8-9 показан отклик ферментного электрода с различной толщиной слоя, где а) медиатор регенерируется н б) медиатор расходуется. В случг е более толстого слоя (а) сигнал возрастает, но линейный диапазон устройства не изменяется в случае (б) эффект косубстратного ограничения, когда медиатор не регенерируется, с ростом толщины слоя сигнал увеличивается, но в меньшем динамическом диапазоне. [c.534]

В последнее время предпринимаются попытки заменить кислород нефизиологическими акцепторами электрона (медиаторами), иммобилизованными на поверхности электрода или в ферментном слое (гл. 15 и 16). В пользу этого подхода говорят результаты исследований электродов с покрытием из редокс-частиц, удерживаемых благодаря адсорбции, образованию полимерного слоя или ковалентному присоединению ([3, 22], гл. 13). Применительно к амперометрическим биосенсорам это сулит некоторые преимущества. Например, при использовании медиатора с низким окислительно-восстановительным потенциалом электрод может функционировать при более низком потенциале, чем требуется для определения пероксида водорода [7]. Таким путем можно уменьшить мешающее влияние посторонних электроактивных частиц, обычно присутствующих в биологических препаратах. Стабильность работы биосенсора можно также повысить, поддерживая постоянной концентрацию акцептора электронов, удерживаемого в ферментном слое. Тем самым устраняется проблема, характерная для кислород-зависимых биосенсоров, у которых колебания давления кислорода влияют на сигнал электрода. Таким образом, амперометрические биосенсоры с иммобилизованными медиаторами вполне могут конкурировать с системами, детектирующими Н2О2 [24, 26, 27]. [c.203]

Помимо анализа крови больных диабетом глюкозный бирсенсор можно использо-1ть для определения скорости реакций в растворе, например для оценки активности зеатинкиназы [17]. Разработаны и другие амперометрические биосенсоры, где ферро- н используется в качестве медиатора. В частности, на основе реакций, приведенных табл. 14.1, созданы сенсоры спиртов [1], оксида углерода [2], гликолята, L-амино-клот и галактозы [14]. [c.209]

Функционирование большинства электрохимических биосенсоров основано на измерении расхода или образования под действием фермента природных электрохимически активных веществ. Например, глюкозу можно определять по количеству образующего пероксида водорода или расходу кислорода под действием глюкозооксидазы (гл. 1). В литературе описано множество электрохимических биосенсоров [2, 7], однако лишь немногие из них выпускаются серийно ([30], гл. 18). Альтернативой им являются биосепсоры, в которых биологическая окислительно-восстановительная реакция сопрягается электродом при помощи медиатора и амперометрически измеряется поток [c.226]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология