Химическая иммобилизация

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]

Химическая иммобилизация проходит как ковалентное связывание с нерастворимым носителем за счет ионной и координационных связей, вводимого в реакционную смесь фермента. При выборе метода иммобилизации основным критерием является достаточное количество реакци- [c.167]

Рассмотрим эти принципы более подробно. При наличии на поверхности носителя функциональных групп, способных вступать в химические реакции с функциональными группами фермента с образованием ковалентных связей получение иммобилизованного фермента сводится к исключительно простой процедуре, аналогичной используемой для физической адсорбции фермента на носителе. Методических различий здесь действительно нет в раствор фермента вводится носитель и фермент на нем адсорбируется, однако адсорбция при химической иммобилизации необратимая — фермент пришивается к носителю одной или несколькими ковалентными связями (рис. П,о). Тесный контакт белка с носителем может оказаться нежелательным, например, из-за неблагоприятного изменения микросреды фермента, стерических и диффузионных ограничений. Выходом из такой ситуации становится отдаление молекулы иммобилизованного фермента от поверхности носителя на некоторое расстояние. Для этой цели применяются сшивающие реагенты различной длины. Они могут быть как простыми бифункциональными (т. е. с двумя одинаковыми или различными по химической природе реакционноспособными группировками), так и весьма сложными полифункциональными реагентами, в том числе построенными из отличающихся по химической природе звеньев с различными по прочности связями между ними. Тем не менее зде сь используется один общий принцип ковалентной иммобилизации — сшивка фермента с носителем посредством сшивающего агента (рис. 11,6). [c.78]

Рассматривая ферменты как специфические химические преобразователи, переводящие определяемое вещество в форму, детектируемую физическими или химическими методами, удалось придумать и разработать новый класс сенсоров, для которых характерна чувствительность к биологическим соединениям. Перспективным путем повышения селективности и чувствительности и расширения возможностей этих устройств является комбинирование различных ферментов, например эстераз, дегидрогеназ и оксидаз с детекторами-полярографическими, кондуктометрическими, потенциометрическими, акустическими и оптическими. Б первых ферментных электродах ферменты физически удерживались на поверхности сенсора или в непосредственной близости от нее. Позже были предложены методы химической иммобилизации, осаждения и другие. Коферменты также физически или химически закрепляются на поверхности сенсора. Перевод фермента в нерастворимую форму как способ увеличения его времени жизни позволяют избежать осложнений, связанных с осмотическими явлениями в коллоидных растворах, особенно когда в ферментном электроде используется проницаемая для определяемого компонента мембрана В идеальном случае ферментный биосенсор должен работать непосредственно в неразбавленной цельной крови, подобно газовым и рН-электродам, в свое время произведшим революцию в анализе. [c.11]

Для иммобилизации фермента используют два метода химическую модификацию фермента введением групп, снижающих его растворимость, и физический захват фермента инертным носителем, например крахмалом или полиакриламидом (гл. 6). Для изготовления электродных датчиков более всего подходит химическая иммобилизация. [c.121]

Химическое модифицирование поверхности кремнезема реакциями с силанольными и силоксановыми группами. Гидрофобизация поверхности реакциями с различными алкил-, алкенил- и арилхлорси-ланами. Прививка к поверхности органических модификаторов с концевыми гидрофильными и химически активными функциональными группами. Химическая иммобилизация ферментов в макропорах. Исследование поверхностных соединений методами инфракрасной спектроскопии и спектроскопии вторичной эмиссии. [c.89]

Число методических приемов, разработанных для осуществления ковалентной иммобилизации ферментов, исключительно велико. Все методы химической иммобилизации классифицируют в зависимости от природы реакционной гругшы носителя, вступающей во взаимодействие с молекулой фермента. Ниже представлен ряд примеров, иллюстрирующих некоторые способы химической иммобилизации ферментов. [c.91]

Химическая иммобилизация основана на ксюалентном связывании реагента с материалом волокна. Иммобилизация этого типа обеспечивает весьма прочное связывание индикатора и сводит к минимуму вьимывание. Необходимым условием химической иммобилизации является наличие реакционных групп у индикатора или у несущей матрицы. Как правило, эти группы получают пу- [c.510]

При иммобилизации за счет ковалентного связывания (химическая иммобилизация) в качестве носителей используют бумагу, органополимерные сорбенты и силикагели. Число используемых носителей меньше по сравнению с числом носителей при физической иммобилизации. [c.216]

Много реактивных индикаторных бумаг (РИБ) с химической иммобилизацией реагентов получено В.М. Островской с соавторами [6, 13, 19, 67-69, 75]. Большинство реагентов не расшифровано и названо мульти-дентатными. Предложенные автором устройства позволяют концешрировать в потоке и затем оценивать полуколиче-ствеьшо содержание исследуемых компонентов. [c.216]

Одним из эффективных способов стабилизации ферментов является их иммобилизация, т. е. перевод в водонерастворимое состояние путем связывания с носителем или модифицирование водорастворимыми полимерами с полным или частичным со фанением ферментами каталитической активности. Разработаны физические и химические способы иммобилизации ферментов. К физическим способам иммобилизации относятся адсорбция на нерастворимых носителях включение в пбры геля или полимера тфостранственное отделение фермента от остального объема реакционной системы полупроницаемой перегородкой (мембраной). Химическая иммобилизация осуществляется за счет создания ковалентных связей между белком и носителем с участием сшивающих агентов (например, глутарового альдегида). [c.111]

Интересна работа по химической иммобилизации ионообменных диалкнлфосфатных групп на блочном сополимере стирола и бутадиен-стирола. Электрод с мембраной из такого ионообменника имеет диапазон определения 1<рСа<6 (4<рН<10) и селективен по отношению к катионам щелочных и щелочноземельных металлов. [c.284]

Физическая иммобилизация означает удерживание в полиакриламидном геле химическая иммобилизация - химическое связывание фермента глутаровым альдегидом с альбумином, полиакриловой кислотой или акриламидом после его физического захвата. Соответствует области линейной функции ферментного электрода либо, если наблюдается отклонение от линейности, значительному изменегщю потенциала. " Электрод чувствителен к Ь-цистеину, Ь-лейцину, Ь-тирозину, Ь-триптофану, Ь-фенилаланину и Ь-метионину. Препарат недостаточно устойчив, о чем свидетельствует постоянное ежедневное уменьшение сигнала. Электрод чувствителен к О-фенилаланину, О-валину, О-метионину, О-лейцину, О-норлейцину и О-изолейцину. Время, необходимое для возвращения сигнала к базовой линии перед повторным использованием. [c.124]

Во многих из этих процедур ковалентное связывание ферментов с носителем является не специфичным, т. е. ассоциирование фермента с носителем осуществляется за счет химически активных группировок фермента, распределенных по его молекуле случайным образом. Основным является создание техники конъюгирования, при которой ферменты связывались бы с носителем достаточно эффективно, но без снижения их каталитической активности. Короче говоря, химическая иммобилизация ферментов в целом является своеобразным искусством, уровень которого определяется качествами экспериментатора. [c.88]