Глутаминовый биосенсор

О селективности тканевого глутаминового сенсора можно судить также по результатам количественного анализа контрольных образцов спинномозговой жидкости (СМЖ) [7]. После пропускания проб СМЖ через катионообменник для удаления фонового аммиака, который может влиять на сигнал биосенсора, концентрацию глутамина можно измерять с хорошей правильностью и воспроизводимостью во всем клинически важном диапазоне. При этих измерениях в рабочий буферный раствор следует вводить иодацетамид для подавления мешающей реакции с участием глюкозы. По-видимому, в результате гликолиза в почечных клетках из глюкозы образуется кислота, которая влияет на потенциал рН-чувствительного аммиачного датчика. Иодацетамид известен как ингибитор гликолиза и, как было найдено, эффективно подавляет чувствительность глутаминового биосенсора к глюкозе. Определение глутамина в СМЖ можно проводить в диапазоне концентраций 2,2-10 —1,29-10 М со средним относительным стандартным отклонением 5,6%. Такой сенсор может быть полезен, например, при изучении синдрома Рея, где высокий уровень глутамина рассматривается как диагностический критерий. [c.37]

Таблица 3.2. Аналитические характеристики глутаминовых биосенсоров

Таблица 3.3. Требования к условиям работы и подготовки глутаминовых биосенсоров

Хотя глутаминовый биосенсор на основе тонкого слоя ткани почки свиньи проявляет высокую избирательность к глутамину по сравнению с другими биомолекулами, [c.39]

Успех в создании митохондриального биосенсора показывает, что субклеточные материалы могут служить эффективными биокатализаторами. Хотя это и не относится к рассмотренному глутаминовому биосенсору, субклеточные фракции можно использовать для улучшения чувствительности и избирательности биосенсора в тех случаях, когда цельные фрагменты тканей не обладают необходимыми свойствами. [c.53]

Рис. 3.4. Градуировочные кривые отклика глутаминового ферментного биосенсора. О-1-й день О-2-й А-3-й

Рис. 3.1. Устройство глутаминового биосенсора. I-под-держивающа.ч найлоновая мембрана 2-кусочек ткани почки свиньи 3 - внутренняя диализная. мембрана 4-газопроницаемая тефлоновая мембрана 5-внутренний электролит 6-комбинированный стеклянныйрН-электрод 7-корпус (4-7- составные части газоа.имиачного датчика).

Из-за множества биокаталитических процессов, протекающих в клетках, избирательности действия сенсоров на основе цельных клеток ткани следует уделять особое внимание. Изучение избирательности биосенсора на основе ткани почки свиньи показало его пригодность для определения глутамина в сложных биологических объектах. Специально изучалось влияние большого числа соединений (мочевина, Ь-аланин, Ь-аргинин, Ь-гистидин, Ь-валин, Ь-серин, Ь-глутаминат, Ь-аспарагин, Ь-аспартат, О-аланин, О-аспартат, глицин и креатинин), которые могли бы создавать помехи работе сенсора, но оказалось, что они не дают заметного сигнала. Как известно, в клетках почки свиньи велика концентрация О-аминокислотной оксидазы [16], поэтому проверяли также отклик сенсора на различные О-аминокислоты. В присутствии кислорода и воды этот фермент катализирует окислительное деаминиро-вание нескольких О-аминокислот. Однако в специфических условиях работы глутаминовый биосенсор не обнаруживал чувствительности к проверяемым О-аминокислотам. То, что побочные биокаталитические процессы не влияют на сигнал биосенсора, по всей вероятности, обусловлено отсутствием флавинадениндинуклеотида в буферной системе [23]. [c.37]

Интересной особенностью тканевого глутаминового биосенсора является то, что его срок службы существенно выше, чем у биосенсора с выделенным ферментом. В случае чисто ферментной системы глутаминазу иммобилизуют на поверхности аммиачного датчика с помощью тонкой ацети.дцеллюлозной мембраны. Найдено, что после сборки градуировочные кривые ферментного сенсора достаточно быстро ухудшаются. На рис. 3.4 показано несколько градуировочных кривых для сенсора с выделенной глутаминазой в качестве биокаталитического компонента. Видно, что за считанные дни [c.37]

Глутаминовый биосенсор уникален в том смысле, что при его создании было опробовано и изучено несколько типов биокаталитических материалов. В поисках возможных биокатализаторов исследовали выделенную глутаминазу, митохондрии клеток почки свиньи (см. ниже), кусочки ткани почки свиньи, а также интактные бактериальные клетки штамма Sa rina flava [8]. Эти материалы непосредственно сравнивали друг с другом, чтобы выявить относительные достоинства каждого из них. [c.38]

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]

Аналитические характеристики митохондриального электрода сравнимы с характеристиками тканевых и бактериальных электродов и намного превосходят по-тученные в системе с выделенным ферментом (табл. 3.2). Селективность митохондриального глутаминового биосенсора оказалась очень высокой [8]. [c.53]

В работе [3] в предварительных исследованиях оценивали структурную целостность клеток ткани почки свиньи. С этой целью кусочек ткани суспендировали в небольшом количестве 0,1 М фосфатного буферного раствора (pH 7,8), содержащего 0,02% азида натрия. Суспензию оставляли на ночь при комнатной температуре, затем центрифугировали и отделяли клетки. В растворе под осадком определяли фермент глутаминазу, активность которой используется в глутаминовом биосенсоре, и обнаружили лишь небольшое ее количество. Полученный при центрифугировании осадок почечных клеток вновь суспендировали в свежем буферном растворе. Эту смесь опять выдерживали в течение ночи при комнатной температуре и центрифугировали. Во второй раз в растворе под осадком не обнаружили глутаминазной активности, хотя в самих почечных клетках содержание фермента было довольно велико. [c.54]

Электроды на основе биологической ткани [2—5, 45, 57]. Основным элементом конструкции этих биосенсоров является тонкий слой биологической ткани, прикрепленный к поверхности внутреннего электрода. В результате ферментативной реакции, происходяш ей в ткани, выделяются продукты, потенциалобра-зующие для этого электрода. Так, в глутаминовом электроде [c.243]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология