Активность сенсоры для определения

Простейшим и наиболее распространенным потенциометрическим сенсором является сенсор для определения активности ионов водорода. Среди конструкций датчиков для определения pH, основанных на традиционных методах и материалах, можно выделить два варианта исполнения, имеющих преимущества по сравнению с обычным стеклянным электродом. Одним из них является двойная концентрическая конструкция , в которой стеклянный электрод и электрод сравнения размещены соосно один по отношению к другому стеклянный электрод образует центральную часть, а электрод сравнения занимает кольцевое пространство вокруг него. Сравнительно недавно предложен электрод тройной концентрической конструкции с платиновым термометром сопротивления для измерения температуры, который размещается в центральной секции электрода. Благодаря размещению датчика температуры внутри электрода система характеризуется высоким быстродействием (время запаздывания менее 1 минуты). [c.555]

Ионоселективные электроды (ИСЭ) сенсоры (чувствительные элементы, датчики), потенциал которых линейно зависит от lg а определяемого иона в растворе. Важнейшей составной частью ИСЭ является полупроницаемая мембрана, способная пропускать только определенные ионы. Мембраны изготавливаются из специальных сортов стекла, монокристаллов, органических полимеров, пленок ферментов, жидких ионообменников. На границе мембрана - раствор устанавливается равновесие обмена ионами и возникает разность потенциалов. Потенциал ИСЭ зависит от активности определяемого иона в анализируемом растворе ai и во внутреннем растворе электрода аг [c.254]

При определении характеристик сенсора важное значение, очевидно, имеют кинетические параметры и К . Загрузка биосенсора ферментом обычно относительно велика и, следовательно, большое значение (число оборотов фермента) означает, что на самом деле требуются малые количества фермента (миллиграммы). В специфическом, но важном случае мембранных сенсоров при высоком лимитирующей стадией в работе прибора становится мембранный транспорт и, таким образом, сенсор относительно нечувствителен к количеству или потере активности фермента. [c.100]

Стабильность этих электродов также очень высока. Мембранный электрод может работать непрерывно в течение 28 дней. Результаты длительных испытаний электрода для определения глюкозы представлены на рис. 12.9. После месяца работы сенсор потерял всего 20% первоначальной активности. Кинетический анализ, подобный приведенному выше, показал, что лимитирующей стадией по-прежнему остается транспорт субстрата через мембрану, а небольшая потеря активности электрода, по-видимому, связана с порчей мембраны. Еще раз подчеркнем, как важно знать, что в этом случае функция электрода определяется свойствами мембраны. [c.166]

Если проводить десять измерений в день, сенсор работает стабильно в течение двух недель. При определении активности LDH в сыворотке в диапазоне от 138 до 414 ед. активности/л коэффициент корреляции с данными обычного метода составляет 0,995. [c.276]

Как было показано за последние пятнадцать лет, мембраны ионоселективных электродов в определенных условиях действительно обладают высокой специфичностью. В настоящей книге ионоселективный электрод определяется как электрохимический датчик на основе мембраны, потенциал которой служит мерой активности определяемого иона. Мембраны ионоселективных электродов представляют собой растворы электролитов либо твердые или стекловидные электролиты, обычно обладающие незначительной электронной проводимостью в условиях их эксплуатации. Предпринимались попытки включить в понятие ионоселективные электроды все типы потенциометрических датчиков. Мы считаем такое расширение понятия излишним, поскольку данное выше определение относится к конкретному типу потенциометрических сенсоров и, кроме того, является общепризнанным. [c.75]

В данную группу сенсоров входят специальные устройства (см. разд. 3.4), состоящие из внутреннего ионоселективного электрода (обычно стеклянного) и соединенного с ним активного гидрофильного слоя. В этом слое один из компонентов анализируемого раствора (как правило, определяемое вещество, хотя и не всегда) превращается в форму, пригодную для потенциометрического измерения при помощи внутреннего ИСЭ. В качестве специфических химических реакций, лежащих в основе работы биосенсоров, обычно используют ферментативные реакции, которые проходят в гидрофильной мембране, содержащей подходящим способом иммобилизированный фермент. Можно применять также биохимические реакции, протекающие непосредственно в клетках или в моделях клеток, липосомах, которые иммобилизированы в тонком слое, прилетающем к ИСЭ, или, наконец, реакции в срезе биологической ткани, прикрепленном к ИСЭ (разд. 8.2). Активный ферментный слой непосредственно контактирует с ИСЭ, как, например, в ферментном электроде (разд. 8.1), или располагается в проточной системе таким образом, чтобы исследуемый раствор вначале соприкасался с слоем иммобилизированного фермента, а затем образующийся продукт реакции определялся при помощи проточного ИСЭ. В последнем случае речь идет об электроде с ферментным реактором [29] (рис. 8.1). ИСЭ можно также применять для определения продуктов ферментативных реакций, происходящих в гомогенной среде. Однако такой случай здесь рассматриваться не будет. [c.238]

Ионоселективные электроды - это сенсоры (чувствительные элементы, датчики), потенциал которых линейно зависит от логарифма активности определяемого иона в растворе. Важнейшей частью большинства таких электродов является полупроницаемая мембрана, отделяющая внутреннюю часть электрода (внутренний раствор) от анализируемого и обладающая способностью пропускать преимущественно только ионы одного вида. Исторически первым ионоселективным электродом был стеклянный электрод, разработанный Габером и Клемансевичем в начале XX века. Наряду со стеклянным электродом к датчикам на основе полупроницаемых мембран, обладающим повышенной избирательностью по отношению к ионам определенного типа, относятся и другие ионоселективные электроды. Среди них различают первичные ионоселективные электроды - электроды с жесткой матрицей (стеклянные) и электроды с кристаллическими мембранами электроды с под- [c.173]

Так, определение диоксида серы основано на анодном окислении SO2 до SO3 на электродах, покрытых РЬОг. Для определения сероводорода используют легкость его окисления на каталитически активных электродах. Мембранные амперометрические сенсоры с тонким слоем катализатора, осажденного на поверхности электрода, дают быстрый отклик на СО. При косвенном определении СО реагирует с I2O5 в нагретой до 150 °С трубке [c.554]

Биоэлектрокаталитические эффекты применяются в настоящее время при создании сенсоров — электрохимических датчиков, необходимых для количественного определения различных химических соединений. Использование биоэлектрокатализа на основе прямого переноса электронов с активного центра фермента на электрод может существенно упростить создание такого рода систем. [c.71]

В принципе иоп-селективные электроды можно разработать для любою иона, и это большое достоинство электродов такого типа, ,)днако технология их изготовления достаточно сложна. Поскольку с помошью ион-селективных электродов можно непрерывно контролировать активность данного конкретного иона в растворе, они очень удобны в анал1ггической практике. Это объясняет, почему электрохи,мические сенсоры уже широко применяются на практике для прямого потенциометрического определения, бипотенциометрического или потенциометрического титрования, кинетических исследований, изучения механизма реакций, биохимических и клинических исследований, для исследований в области океанографии и агрохимии и т. д. Ион-селективные электроды, по-видимому, найдут широкое применение как контрольно-измерительные приборы. Электроды, установленные в различных химических реакторах, могут передавать в виде электрического сигнала информацию о составе растворов, что позволит поддерживать оптимальный режим в реакторе. [c.8]

Наряду с цельными фрагментами тканей млекопитающих в биосенсорах можно эффективно использовать фракции тканевых клеток, иммобилизуя именно те субклеточные компоненты, которые обладают наибольшей биокаталитической активностью. Такой подход может быть весьма плодотворным, если необходимо увеличить количество иммобилизованного фермента или улучшить избирательность сенсора, устраняя мешающие ферменты, которые содержатся в других частях клетки. Показано, что некоторые субклеточные фракции можно использовать как аналитические реагенты. Так. для определения тироксина можно использовать микросомы печени крысы [34]. Первой удачной попыткой создания биосенсора на основе субклеточной фракции был биосенсор для определения глутамина [8]. В этом сенсоре митохондриальную фракцию клеток кортекса почки свиньи иммобилизовали на газоаммиачном датчике. Митохондрии содержат два изофермЬнта глутаминазы [15], активность которых и используют в глутаминовом биосенсоре. [c.53]

З. Определение аминокислот. Ферментные электроды широко применяют в клинических анализах, поскольку некоторые аминокислоты (тирозин, фенилаланин, триптофан, метионин) являются важными диагностическими индикаторами. Первые такие электроды [17] представляли собой катионоселективный электрод, чувствительный к образующимся при ферментативном окислении аминокислот ионам аммония, на котором был иммобилизован слой L-аминокислотной оксидазы из змеиного яда. Гилболт и Надь [23] разработали два различных типа сенсоров для определения L-фенилаланина в крови. В сенсоре одного типа полиакриламидный слой, содержащий смесь L-аминокислотной оксидазы с пероксидазой, наносили на иодидселективный электрод. Этот датчик регис трирует уменьшение активности иодид-ионов на поверхности электрода в результате следующих реакций [c.127]

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]

Недавнее возрождение интереса к микробным топливным элементам и сенсорам связано с открытием, что при помощи сопрягающих редокс-реакций можно установить прямую и эффективную связь между процессами на электроде и дыханием микробов. В таком прямом микробном топливном элементе источником энергии является хорошо изученная способность микроорганизмов восстанавливать редокс -активные вещества, образующиеся на начальных или промежуточных стадиях катаболизма. При этом электроны из богатых ими внутриклеточных веществ могут выводиться из нормальных дыхательных цепей посредством соответствующих сопрягающих реакций и через анод попадать во внешнюю цепь [8, 9]. С некоторыми конструктивными изменениями топливный элемент можно приспособить для использования в качестве сенсора, поскольку поток электронов, возникающий при электрохимическом окислении, легко измерить амперометрически или другими методами, а в определенных [c.238]

Определенную ценность при исследовании представляют также ток пика, потенциометрический, потенциостатический, импедансный и емкостный сигналы. На рис. 17.3 показана линейная зависимость кулонометрического выходного сигнала от концентрации глюкозы для сенсора на основе Р. vulgaris, аналогичная приведенной на рис. 17.2. На рис. 17.4 изображена концентрационная зависимость скорости нарастания тока для того же элемента с HNQ в качестве медиатора и постоянным анодным потенциалом, который поддерживается активной нагрузкой. [c.246]

В среде ацетатного буферного раствора (pH 4) активный хлор стехиометрически окисляет иодид-ион до иода. Эта реакция лежит в основе использования данного сенсора для определения концентрации активного хлора. Описанный электрод пригоден для определения активного хлора в диапазоне концентраций 3—100 мкг/л. [c.170]

Наиболее важное применение кальцийселективные электроды находят при анализе медико-биологических объектов, в особенности для определения ионов кальция в сыворотке крови. Пионерской работой в данной области послужила работа Мура [149] (см. также [ПО, Ш]). В настоящее время для определения ионов кальция в сыворотке крови применяют специальные автоматические анализаторы с пластифицированным кальцийселективным ИСЭ в качестве сенсора. Измерения проводят обычно с периодической калибровкой электрода и термо-статированием анализируемого раствора при 37 °С. Необходимо отметить, что кальциевый электрод чувствителен только к активности свободных ионов кальция в водной фракции сыворотки. Содержание этого компонента р (в мл Н2О на 100 мл сыворотки) определяется с помощью следующего выражения [218] [c.224]