Газовые и ферментные электроды

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]

Газовые электроды обоих типов неоднократно применяли для изготовления ферментных электродов. В связи с употреблением газовых электродов в качестве индикаторных для ферментных нельзя не упомянуть кислородный электрод, предложенный Кларком. Этот электрод нами не рассматривается, так как является не потенциометрическим, а амперометрическим датчиком. Описание кислородного электрода Кларка и некоторых его модификаций можно найти в работах [286]. [c.126]

Среди электрохимических датчиков, применяемых для ферментных электродов, особое место занимают газовые электроды. По существу, газовые электроды — это гальванические элементы, содержащие не только индикаторный электрод (как правило, рН-стеклянный), но и сравнительный электрод. Например, ЫНз-газовый электрод можно записать в виде схемы [c.129]

Иммобилизованный фермент располагается непосредственно на мембране датчика. Диффундирующий в ферментный слой субстрат вступает в реакцию, превращаясь в продукт (МНз), проникающий во внутренний раствор газового электрода. Непроницаемость газовой мембраны по отнощению к ионам обеспечивает селективность определения. Поэтому оказалось рациональным создание ферментных электродов на основе газовых. В качестве примеров можно привести электроды для определения мочевины [295, 296], аминокислот, мочевой кислоты, уксусной и муравьиной кислот и т. д. (см. табл. IV. 2). [c.129]

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]

Обращает на себя внимание быстрое расширение области применения газовых и ферментных электродов. Последние существенно расширили число веществ, особенно молекулярного типа, которые могут быть определены с помощью подходящего ионометрического метода. Можно ожидать, что ионометрия станет одним из ведущих методов аналитической химии. Не меньшее значение ионометрия имеет в физикохимических исследованиях, например при решении равновесных и кинетических проблем. [c.205]

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]

Величина потенциометрического сигнала существенно зависит от способа предварительной обработки поверхности платинового электрода. Об этом свидетельствуют результаты, полученные при обработке платиновых электродов следующими способами нагреванием в газовом пламени электрохимическим окислением электрохимическим восстановлением электрохимической нейтрализацией и электрохимическим осаждением тетрахлорида платины. В случае нейтрализации, окислительной и пламенной обработки обнаруживаются существенные различия в наклонах зависимости потенциометрического сигнала от концентрации глюкозы для обычного и покрытого ферментным слоем платиновых электродов [3]. Позже обычные платиновые электроды, подвергнутые пламенной и электрохимической обработке, изучали методом электронной спектроскопии (ЭСХА) [10]. Термически обработанная платина содержит меньше углеродистых примесей на поверхности, чем электрохимически обработанная с другой стороны, при электрохимической обработке поверхность платины окисляется в большей степени, чем в пламени. В последнем случае поверхность платины загрязняется кремнием, диффундирующим из ее объема. [c.136]

Менее логичны, более условны названия электродов , представляющих собой сложные устройства, совмещающие в едином целом несколько функциональных устройств, например пористую мембрану для отделения газообразующей примеси, индикаторный электрод и электрод сравнения такого типа электроды называют газовыми электродами. Больщинство электродов для определения аммиака и ионов аммония, исходя из принципа X работы (образующийся в результате определенной реакции КНз проходит через газопроницаемую мембрану и меняет pH внутреннего раствора, что фиксирует стеклянный рН-электрод), правильнее было бы называть газовыми электродами для определения аммиака, а не аммоний-селективными электродами, оставив это понятие для обозначения таких электродов, для которых потенциалопределяющей частицей действительно является ион ЫН4+ такие электроды также имеются. Аналогично ферментные электроды представляют собой устройства, совмещающие в единое целое микрореактор для проведения катализируемой ферментом реакции определяемого соединения, например тиомочевины, индикаторный электрод для определения продукта реакции и электрод сравнения. Правильнее, в частности, называть такой электрод ферментным электродом для определения тиомочевины. [c.6]

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]

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]

Для определения ртути созданы ферментные электроды на основе уреа-зы, иммобилизованной на следующих носителях с помощью глутарового альдегида на поверхности СОг-электрода на маленьких шариках из пористого стекла на поверхности пористого стекла в слое геля агар-агара на полосках фильтровальной бумаги [218]. На основе ингибирования уреазы разработан простой быстрый дешевый метод с газово-диффузионной проточно-инжекционной системой, позволяющий определяить ртуть в интервале 2-20 мкг/л (7 образцов в час) [573]. [c.123]

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]

Описаны [48] ферментные сенсоры мочевины, в которых уреаза с помощью глутарового альдегида фиксируется либо на газовом Oj-, либо на катионоселективном стеклянном электроде. При использовании в качестве базового аммонийного стеклянного электрода диапазон определяемых концентраций составляет 10 -10 моль/л. [c.126]

В работе [17] находили содержание добавленного к пробам крови этанола с помощью ферментного сенсора на основе Оз-электрода, используя коммерческие препараты алкогольоксидазы из andida boidinii. Отклонение результатов от полученных методом газовой хроматографии составило всего 2,5%. Сенсор на основе алкогольоксидазы использовали также в проточной системе для определения этанола в пиве [61]. Отклик сенсора линейно зависел от концентрации этанола до 30 ммоль/л, половина срока службы составляла 6,5 дней, частота измерений 60 анализов в час. Эта система позволяет довольно точно определять этанол в пиве. [c.269]