Глюкозный электрод

Амперометрические ферментные электроды позволяют объединить способность фермента к специфическому распознаванию определенных молекул- мишеней и возможность прямого электромеханического преобразования скорости реакции в электрический ток. В основу работы ферментных электродов первого поколения, нанример глюкозного электрода (гл. 1, а также [15, 17]), была положена природная ферментативная реакция [c.149]

Глюкозный электрод, разработанный Кассом и др. [11], проявляет строго линейную функцию к глюкозе за пределами физиологического диапазона концентраций (вплоть до 30 мМ), сохраняя в то же время малые времена отклика (время нарастания [c.214]

Они характеризуются меньшими фоновыми токами и более широкими рабочими диапазонами напряжений. По данным [2], эта система стабильна через 28 дней непрерывной работы сигнал глюкозного электрода снижается всего на 20%. [c.222]

Наиболее интересной разработкой в этой области является стабилизированный по отношению к кислороду глюкозный электрод с электрохимической генерацией кислорода [12]. Таким образом, колебания концентрации растворенного в пробе кислорода не влияют на выходной сигнал (см. также гл. 19). [c.262]

Кислород-стабилизированный глюкозный электрод [c.282]

Суммарная ферментативная реакция, протекающая в глюкозном электроде на основе глюкозооксидазы с каталазой, описывается уравнением [c.282]

Конструкция глюкозного электрода с внешним буферированием и электролитическим генерированием кислорода схематически показана на рис. 19.4. Фермент и электролитическая система идентичны описанным выше. Однако в данном случае ферментный диск находится в ячейке, образованной двумя найлоновыми сетками (15 меш), которые плотно прижаты ацетилцеллюлозной мембраной к поверхности кислородного электрода. Эта ячейка снабжена каналами ввода и вывода буферного раствора, сделанными из шприцевой иглы из нержавеющей стали внутренним диаметром [c.286]

В данной главе описано использование программируемых калькуляторов и микрокомпьютеров для улучшения аналитических характеристик амперометрических глюкозных электродов [12]. [c.555]

Автоматизация ферментных глюкозных электродов с помощью программируемого калькулятора [c.559]

Такой автоматизированный глюкозный электрод позволяет быстро охарактеризовать сенсоры, изготовленные из различных ферментных мембран, электродов и измерительных ячеек, не прибегая к трудоемким и длительным процедурам построения и обработки графиков. Очевидно, например, что усиленное перемешивание буферного [c.560]

Использование микрокомпьютера для автоматизации ферментных глюкозных электродов [c.561]

Рис. 35.6. Распечатанная на матричном принтере копия изображения на дисплее высокого разрешения, полученного в опытах по проверке линейности отклика проточного глюкозного электрода при высокой концентрации глюкозы экспериментальные (а) и расчетные (б) кривые отклика сенсора на ступенчатое (по 5 мМ) увеличение концентрации глюкозы. Сглаживание экспериментальных кривых при обработке проводили с помощью цифрового фильтра с постоянной времени 70 с. ООО-ацетилцеллюлозная мембрана 37,0 О,ГС семь порций по 30 мкл 0,5 М раствора глюкозы вводили через каждые 500 с в 3 мл ацетатного буфера, циркулирующего в замкнутом контуре.

Оценка характеристик глюкозного электрода при помощи автоматизированного устройства [c.564]

Глюкоза+Кислород=Глюконовая кислота+Перекись водорода, тем меньше количество его регистрируется внутренней частью электрода. К сожалению, это устройство все еш.е работает недостаточно надежно, что не позволяет использовать его как имплантируемый аппарат для постоянной регистрации содержания глюкозы. Возникающие здесь проблемы связаны с наличием конкурентных отношений между глюкозой и кислородом в жидкостях тела, инактивацией фермента in vivo, сложностью калибровки и дрейфом характеристик электрода. Ведущиеся интенсивные исследования позволяют надеяться, что, усовершенствовав такие электроды с ферментами, удастся со временем создать датчик глюкозы для автономно работающего, полностью автоматического и небольшого по размеру протеза поджелудочной железы, нужного для лечения больных диабетом. В этой связи особенно интересны последние достижения в области разработки фермент-содержащих электр)рдов. Исследователи, работающие в Крзнфилдском технологическом институте Оксфордского университета и в госпитале Гая в Лондоне, разрабатывают глюкозный электрод, в котором для переноса [c.341]

В работе [55] предложен глюкозный электрод с ферментной мембраной, характеризующейся высокой растворимостью кислорода. Перед анализом мембрану насыщают воздухом, после чего она служит резервуаром, поставляющим достаточное количество кислорода для глюкозооксидазной реакции. Этот метод, однако, не пригоден для анализа in situ в ферментационных процессах. [c.262]

В данной главе описано два принципиальных подхода к решению проблемы непрерывного действия глюкозных э.тектродов in situ в биореакторе кислородная стабилизация и внешнее буферирование глюкозных электродов. В системах обоих типов микроокружение ферментов контролируется оператором так, чтобы компенсировать неблагоприятные для фермента условия. [c.282]

Рис. 19.1. Стационар Ы11 отклик глюкозных электродов на возрастающие концентрации глюкозы в фосфатном буфере, а электрод, зависимый от диффузии кислорода б кислород-стабилизированный электрод с внутренним парциальным давлением, соответствующим 50% величины, достигаемой при насыщении электрода воздухом, в кислород-стабилизированный электрод с внутренним парциальным давлением, соответствутщи.н ООУа при насыщении электрода воздухом. Сплошная линия парциальное давление кислорода в пробе соответствует 100% при насыщении воздухом штриховая линия парциальное давление кислорода в пробе соответствует 50% величины, достигаемой при насыщении воздухо.и.

Растворимость кислорода в воде составляет примерно 0,25 мМ, а величина относительно кислорода для глюкозооксидазы необычайно велика-около 0,5 мМ [5]. Для того чтобы отклик электрода на увеличение концентрации глюкозы был линеен, реакция на электроде должна контролироваться скоростью диффузии глюкозы в ферментный слой. Однако из-за высокого (по отношению к низкой растворимости кислорода) значения Кщ отклик электрода становится нелинейным при концентрации глюкозы выше 1 г/л (рис. 19.1, а). Концентрация кислорода в ферментере обычно яамного ниже и может даже приближаться к нулю, вследствие чего ферментативная зеакция из лимитируемой глюкозой становится лимитируемой кислородом в неопределенной точке. Таким образом, глюкозный электрод, зависящий от диффузии сислорода, непригоден для работы в ферментере in situ. [c.283]

Рис. 19.2. Схема кислород-стабилизированно-го глюкозного электрода, -иммобилизованные ферменты 2 - платиновая сетка 3 -тефлоновая мембрана кислородного электрода 4-опорное напряжение 5-дифференциальный усилитель б-контроллер, поддерживающий электролитический ток на уровне, соответствующем нулевой разности напряжений (11)

Глюкоза диффундирует через ацетилцеллюлозную мембрану и смешивается с турбулентным буферным потоком в ферментной ячейке. Таким образом, при той же концентрации глюкозы в пробе реальная концентрация глюкозы, при которой работает рассматриваемый электрод, значительно ниже, чем в предыдущем случае. Это приводит к расширению диапазона линейности отклика электрода. Величина этого диапазона зависит от скорости буферного потока при низких скоростях (0,042 мл/мин) она составляет О-10 г/л, а при высоких (0,45 мл/мин)-0-100 г/л. Важной особенностью буферируемого глюкозного электрода является то, что он может работать при экстремальных значениях pH, поскольку буферный поток защищает фермент. Его [c.286]

Глюкозный электрод с внешним буферированием дает возможность непрерывно [едить за потреблением глюкозы в процессах, в которых ее начальная концентрация. юока если не проявляется ингибирующий эффект сахара, начальная концентрация юкозы может составлять 100 мг/л, В таком электроде разбавление буферным i TBopoM доводит концентрацию глюкозы до значений, которые можно измерить, роме того, защита фермента буферным раствором позволяет проводить анализ во едных для фермента средах. [c.287]

Хотя разработка глюкозных электродов, предназначенных для анализов in vivo, началась почти одновременно с разработкой электродов для определения газов крови, прогресс здесь значительно более медленный. В настоящее время отсутствуют серийно выпускаемые глюкозные in vivo сенсоры. Однако недавние работы в этой области позволяют надеяться, что этот недостаток будет преодолен. [c.302]

Первый специфический глюкозный электрод был описан Кларком и Лайонсом в 1962 г. [12] (см. гл. 1). В этом электроде фермент удерживали на полимерной мембране и с помощью амперометрического кислородного электрода оценивали убыль кислорода по мере протекания реакции. Кислородные электроды типа электрода Кларка почти нечувствительны ко всем мешающим веществам. Они, однако, явно очень чувствительны к колебаниям парциального давления кислорода в жидкости, контактирующей с электродом. Таким образом, в условиях in vivo вполне вероятны ошибки в измерениях, обуславливаемые физиологическими и патологическими флук- [c.322]

Глюкозный электрод игольчатого типа, представляющий собой миниатюрный датчик пероксида водорода, покрытый мембраной с биологически активным компонентом, можно без труда имплантировать и удалять. Характеристики сенсора in vitro и in vivo позволяют применять его для непрерывного мониторинга глюкозы в ткани. [c.342]

Рис. 35.7. Распечатанная на матричном принтере копия изображения на дисплее высокого разрешения, полученного в опытах с проточным электродом в условиях, моделирующих тест па допустимую внутривенную когщентрацию глюкозы (1У0ТТ) а изменение концентрации глюкозы при различных физиологических состояниях б-отклик глюкозного электрода на эти изменения. ООО-ацетилцеллюлозная мембрана 37,0 + О,ГС концентрацию глюкозы изменяли в пределах от 0,2 до 19 мМ, добавляя в ацетатный буферный раствор, циркулирующий в замкнутом контуре, либо стандартный раствор глюкозы, либо буферный раствор.

Справочник химика 21

Химия и химическая технология