Ионоселективные ферментные

Вряд ли можно какой-либо электрод назвать универсальным, т.е. имеющим все необходимые свойства для использования в электрохимическом анализе. Можно говорить лишь о материалах и способах, которые применяются для изготовления электродов. Многие из них были созданы специально для того или иного метода электрохимического анализа (стеклянные, ионоселективные, ферментные электроды и др.). Они рассмотрены в соответствующих разделах книги. Поэтому ниже мы ограничимся лишь сведениями об инертных электродах, материалах для их изготовления и некоторых особенностях применения. [c.80]

Не все ферментные электроды являются типичными ионоселективными электродами. Однако в связи с тем, что они приобретают в настоящее время все большее значение и важнейшие из них функционируют по принципу ионоселективных мембран, остановимся на их кратком рассмотрении. [c.57]

Если индикаторная реакция катализируется ферментами, то такие электрохимические системы называют ферментными электродами. По номенклатуре ИЮЕ[АК ферментный электрод определяется как датчик в котором ионоселективный электрод покрыт слоем, содержащим фермент, вызывающий реакцию органического или неорганического вещества (субстрата) с образованием веществ (ионов, молекул), обусловливающих отклик электрода . В настоящее время понятие ферментный электрод несколько расширилось, так как в него включают электрохимические системы с ферментом, закрепленным не только на чувствительном элементе ионоселективного электрода, но и на носителе, расположенном на некотором расстоянии от него или даже в растворе. В первых ферментных электродах ферменты физически удерживались на поверхности электрода или в непосредственной близости от него. Позже были предложены методы химической иммобилизации, осаждения и др. [c.213]

В настоящее время в ферментных электродах в качестве электрохимических датчиков применяют платиновые, серебряные, графитовые, различные ионоселективные и газочувствительные электроды. При контакте фермента с исследуемым веществом в приэлектродном слое происходит ферментативная реакция. Если продукт этой реакции (иногда определяемое вещество) электрохимически активен, то по изменению потенциала (или тока) электрода можно судить о количестве определяемого вещества. Классический потенциометрический ферментный электрод представляет собой комбинацию ионоселективного электрода с ферментом, который обеспечивает селективность и чувствительность определений конкретного субстрата. [c.214]

Разработаны ферментные электроды на основе редокс-систем. Они отличаются от ферментных электродов с ионоселективными чувствительными элементами природой электрохимических реак- [c.216]

Электрод ферментный. Ионоселективный или рН-электрод с покрытием, в состав которого входит фермент. При взаимодействии фермента с определяемым органическим веществом (субстратом) образуется определенный ион, к которому чувствителен данный электрод. В связи с трудностями, связанными с эксплуатацией ферментных электродов, рекомендуется использовать методики, основанные на добавлении фермента к анализируемому раствору и определении образующегося иона. [c.172]

Особое место в потенциометрических методах анализа занимают газовые (газочувствительные) и ферментные электроды. Существенное отличие последних от ионоселективных — использование промежуточной реакции в результате последней из молекул определяемых веществ образуются ионы, концентрация которых может быть измерена соответствующим ионоселективным электродом. Таким образом, газовые и ферментные электроды позволяют определять содержание газов и многочисленных классов органических веществ. [c.119]

По номенклатуре ШРАС ферментный электрод определяется как датчик, в котором ионоселективный электрод покрыт слоем, содержащим фермент, [c.126]

Нильсон С сотр. [289] определяли глюкозу ферментным электродом на основе водородного стеклянного электрода по изменению концентрации глюконовой кислоты. В работе [300] основой для ферментного электрода на глюкозу послужил ионоселективный 1--электрод с поликристаллической мембраной. В данном случае использованы сразу два фермента— глюкозо- и пероксидаза [c.130]

К настоящему времени имеется два типа ферментных электродов с амперометрическим и потенциометрическим способами контроля. В основе первого лежит преимущественно кислородный электрод при потенциометрическом контроле в качестве датчика используются многие ионоселективные электроды, в том числе и газовые. [c.138]

Ионоселективные электроды нашли применение в химическом анализе, по крайней мере, двух десятков ионов, а также некоторых органических недиссоциированных соединений (с помощью ферментных электродов). [c.167]

Основой ферментного электрода является обычный электрод. Ионоселективный электрод генерирует потенциал , значение которого пропорционально логарифму активности ионов [c.91]

Таблица 9.1. Ионоселективные электроды, используемые в ферментных электродах

Примеры ферментных сенсоров на основе ионоселективных лектродов [c.125]

В ферментных электродах используются биохимические принципы. Измерительные устройства этого типа представляют собой ионоселективный электрод, на чувствительную поверхность которого нанесена полимерная пленка, содержащая фермент [32]. Определяемое соединение вступает в реакцию внутри ферментной мембраны с образованием продукта реакции, появление которого изменяет потенциал электрода. Аналогичный принцип лежит в основе бактериальных электродов [86], в которых вместо ферментной мембраны действует биологическая ткань [2]. [c.14]

Комбинированные потенциометрические датчики включают в себя ионоселективные электроды, отделенные от исследуемого раствора еще одной мембраной, которая селективно пропускает определенный компонент анализируемого раствора или преобразует этот компонент в соответствующую форму в результате специфической химической реакции. Эта группа сенсоров включает газочувствительные электроды, ферментные электроды и другие биосенсоры. Газочувствительные электроды будут обсуждаться в настоящем разделе, а потенциометрическим биосенсорам посвящена отдельная глава (гл. 8). [c.91]

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]

Ферментные (энзимные) электроды представляют собой электродные устройства (ионометрические датчики), позволяющие определять концентрации веществ, участвующих в ферментативных реакциях. Для этой цепи на чувствительный элемент ионоселективного электрода или на специальный носитель, расположенный на некотором расстоянии от него, наносят спой, содержащий фермент. Обычно фермент применяют в иммобилизированном состоянии, используя один иэ методов иммобилизации ковалентное связывание с поверхностью электрода, внедрение фермента в сетку геля или полимера, ковалентную сшИвку молекул фермента между собой с помощью соответствующего полифунк-ционального реагента, [c.57]

Основы потенциометрии были разработаны в конце Х1Х-го века, после того, как Нернст вывел уравнение (4.И), связывающее величину равновесного потенциала электрода с концентрацией (активностью) компонентов в растворе. Вскоре потенциометрию стали применять в аналитической химии, и в 1893 г. Беренд провел первое потенциометрическое титрование. В настоящее время наиболее важной областью применения потенциометрии является ионометрия, которая объединяет методы прямого определения концентрации или активности ионов в различных средах с использованием ионоселективных электродов (ИСЭ). К ионометрии относятся рН-метрия и сравнительно новые методы - катионометрия, анионометрия и методы анализа, основанные на использовании ферментных электродов. Последние сочетают в себе селективность и чувствительность ферментативных методов со скоростью и простотой измерений с помощью ИСЭ. [c.172]

Ферментные электроды — это датчики, в которых ионоселективный элекгрод покрьгг пленкой, содержащей фермент, способный вызвать реакцию органического или неорганического вещества (субстрата) с образованием веществ (ионов, молекул), на которые реагирует электрод. В основе работы электрода лежит ферментативная реакция [c.142]

Широкое применение в качестве электрохимических датчиков, входящих в состав ферментных электродов, получили многие ионоселективные электроды стеклянный для измерения pH [289], стеклянный катионочувствительный [290, 291], поликристаллический цианидный [292], аммониевый с жидкой и пленочной мембранами [293] и др. Из газовых использованы СОг-электроды [294] и ЫНз-электроды с мембраной [295, 296] и газовым зазором [297]. [c.128]

Современное развитие техники поставило в число первоочередных задач создание высокоточных первичных чувствительных элементов для систем селективного экспресс-анализа жидких и газовых сред. Важное место среди таких элементов за последние 10—15 лет прочно заняли ионоселективные электроды (ИСЭ), а также ионоселективные полевые транзисторы (ИСПТ), целый ряд ферментных датчиков на биологически активные соединения, основанных на принципах, заложенных в ИСЭ -И ИСПТ, а также широкая номенклатура датчиков состава газовых сред, использующих в той или иной форме принципы селективной ионометрии —датчики кислорода, водорода, галогенов и других компонентов газовых смесей. [c.274]

Поместив в камеру ионоселективную мембрану, сенсоры этого типа можно использовать как ионоселективные электроды, а нанеся ферментный слой, можно получить ферментный электрод. Камера не только защищает селективные мембраны и слои от любого механического воздействия, но и обеспечивает приведение в контакт с пробой лищь небольшой части селективной мембраны, что увеличивает время жизни миниатюрного сенсора. В том случае, когда камера закрывает ряд электродов, вольтамперометрические изменения можно использовать прежде всего для определения состава растворов. Камерная конструкция особенно ценна для диффузионноконтролируемых процессов, поскольку электроды в ней защищены и обеспечивается их табильное окружение. [c.313]

Ионоселективные полевые транзисторы (ИСПТ) впервые были описаны Бергвель-дом в 1970 г. [3]. Мацуо и Уайз предложили усовершенствованную конструкцию ИСПТ, в которой в качестве диэлектрического затвора используется нитрид кремния (SiзN4), и использовали ее как сенсор pH [4]. В 1980 г. было показано, что ИСПТ с нанесенным на диэлектрический затвор слоем иммобилизованной пенициллиназы можно использовать как сенсор пенициллина [5] (см. гл. 26). Ферментный сенсор на основе ПТ описан и нами [6]. [c.375]

Если на ионоселективную мембрану ИСПТ нанести тонкий слой ферментсодержащего геля, то мы получим ФПТ. Схема типичного ФПТ представлена на рис. 26.21. Механизм и теория формирования электрохимического отклика ФПТ аналогичны описанным Тернером (см. гл. 15) для ферментного электрода и Карасом и другими [32] для ФПТ, поэтому ниже будет приведена только качественная трактовка. [c.408]

Выбор именно этих ферментных систем был обусловлен тем обстоятельством, что ИСПТ с рН-чувствительной мембраной не нуждаются в полимерной ионоселективной мембране функции последней выполняет диэлектрик 81зК4. Ферментсодержащие гелевые мембраны обычно получают иммобилизацией фермента в матрице из сщитых поперечными связями альбумина, поли(акриламида) или триацетилцеллюлозы. [c.410]

Необходимо сказать несколько слов о терминологии ионометрии. В соответствии с рекомендациями ИЮПАК [37] (см. также наше предисловие к [14]) и сложившейся практикой при переводе использовались термины ионоселективный электрод , предед обнаружения , коэффициент селективности и т. д. В названиях электродов, для которых потенциалопределяющий и аналитически определяемый ионы совпадают, первая часть названия обозначает потенциалопределяюнхий ион, например медьселективный или фторидселективный электрод (как синоним в последнем случае используется также термин фторид-ный электрод ). Для сложных электродов , представляющих собой устройства с ионоселективным электродом для определения газообразных соединений или для химического преобразования определяемого соединения путем катализируемой ферментом реакции в потенциалопределяющий ион, сохранены соответственно названия газовых и ферментных электродов. Сохранены также термины твердофазный электрод — электрод с твердой мембраной, жидкостной электрод — электрод с жидкой мембраной, пластифицированный электрод — электрод с жидкой мембраной, заключенной в полимерную матрицу, электроды с твердым токоотводом, т. е. электроды без внутреннего раствора и электрода сравнения. [c.8]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология