Кларка кислородный электрод

Рис. 4.13. Кислородный электрод Кларка. На платиновом электроде Ог вос--станавливается до НаО. Если на нем поддерживается отрицательный потенциал 0,7 В относительно электрода сравнения Ag/Ag l, то ток, текущий в Цепи, будет пропорционален скорости превращения Ог на электроде. При определенных условиях этот ток пропорционален концентрации Ог в растворе. Тонкая проницаемая для Ог мембрана предохраняет электрод от отравления. Поскольку на электроде происходит превращение кислорода, среда должна непрерывно перемешиваться, чтобы на электродной мембране не образовывался слой, лишенный Ог. Ячейка должна быть герметична она име- ет лишь небольшое отверстие для внесения добавок. Электрод калибруют с помощью среды, насыщенной воздухом, а первоначального исчерпания кислорода достигают с помощью добавок дитионита. Обычно ячейка имеет объем 2 мл, и для опыта требуется 2—3 мг белка митохондрий.

Рис. Х.Ю. Кислородный электрод по Кларку

Среди амперометрических датчиков наиболее известен кислородный электрод Л. Кларка, предложенный в 1956 г. для измерения парциального давления кислорода в крови. Мембраны кислородных датчиков изготовляются из полиэтилена, полипропилена, тефлона, они пропускают только кислород, который восстанавливается при потенциале 0,7 В [c.92]

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]

Так, на основе кожуры огурца или тыквы, служащей источником аскорбиноксидазы, и электрода Кларка разработан биосенсор на аскорбиновую кислоту. Активность фермента в природной матрице достаточна для проведения 50-80 определений аскорбиновой кислоты. Биосенсор на основе кожуры кабачка и кислородного электрода позволяет определять аскорбиновую кислоту во фруктовых соках. В табл. 14.2 приведены примеры биосенсоров на основе растительных материалов. [c.504]

Кислородный электрод. Содержание молекулярного кислорода в растворе можно определить амперометрически с помощью мембранного электрода, называемого кислородным сенсором Кларка. Ячейка для измерений состоит из инертного металлического катода, покрытого тефлоновой или силиконовой газопроницаемой мембраной, и серебряного анода, присоединенных к батарее на 1,5 В (рис. 16-21). Ток протекает только в результате диффузии кислорода из анализируемого раствора через мембрану к катоду, где он восстанавливается до воды. Необходимые для этого ионы водорода потребляются из внутреннего буфера. В результате протекания незначительного тока эквивалентное количество серебра на аноде превращается [c.358]

Платиновый электрод может быть стационарным, вращающимся или вибрирующим (для сведения к минимуму диффузионных градиентов). Однако такие электроды обычно легко загрязняются при их применении для анализа биологических образцов. Эта проблема не возникает при использовании кислородного электрода Кларка [13], представляющего собой платиновый электрод, покрытый газопроницаемой мембраной. С помощью платинового электрода измеряют число, присутствующих на его поверхности молекул кислорода, главным образом на основе теории соударений. В электроде же Кларка время ответа пропорционально скорости диффузии кислорода через мембрану. В такой системе трансмембранный градиент концентрации кислорода возникает из-за того, что на поверхности электрода концентрация кислорода вследствие его потребления равна нулю. К счастью, скорость диффузии кислорода линейно зависит от его концентрации или парциального давления. Выход тока зависит также от площади платинового катода. [c.188]

Скорость дыхания определяют, измеряя скорости выделения СО2 из органических субстратов, что отражает скорость минерализации органического вещества данной экологической ниши. Существуют также методы нерадиоактивного определения метаболической активности, при которых измеряют скорость дыхания пробы, взятой из данного места, с помощью закрытого кислородного электрода типа Кларка или измерения образования СО2 в постоянно аэрируемой пробе, куда внесен субстрат дыхания. Для длительных экспериментов по улавливанию образующейся СО2 [c.261]

Принцип работы одного из типов анализатора заключается в следующем. Определяемые и меченные ферментом (каталазой или глюкозооксидазой) антигены конкурируют за центры связывания антител, иммобилизованных на мембране, окружающей кислородный электрод Кларка. После проведения иммунохимической реакции отмывают несвязавшиеся на мембране компоненты исследуемой смеси и вводят растворы субстратов фермента. Измеряемый ток на электроде пропорционален концентрации кислорода, поглощаемого (или выделяемого) в ферментативной реакции, осуществляемой связанным с антителами ферментным конъюгатом. Процедура регистрации иммобилизованных антител Позволяет использовать устройство многократно. Время анализа белковых антигенов (альбумин, инсулин) составляет 15 мин при чувствительности 5— [c.111]

Использование кислородного электрода Кларка для детектирования потери или образования кислорода в ферментативной реакции стало интересным шагом в развитии иммуноферментного анализа. В качестве ферментных меток чаще всего используют глюкозооксидазу и каталазу. [c.58]

Исследование на хлоропластах. Применяя специальным образом освещаемый электрод Кларка, можно изучать также выделение кислорода водорослями, хлоропластами и фракциями хлоропластов, обогащенными фотосистемой П. Начальные стадии выделения кислорода при освещении изучают с помощью открытого кислородного электрода при этом на поверхность электрода наносят тонкий слой хлоропластов и дают короткие вспышки света. [c.242]

Еще один пример конструкции биосенсорного устройства относится к электроду на основе микроорганизмов - дрожжей, помещаемых между двумя мембранами. Биосенсор на основе иммобилизованных дрожжей и кислородного электрода позволяет определять этанол и метанол в промышленных стоках. В качестве примера микробных биосенсоров можно упомянуть сенсор на аммиак, содержащий иммобилизованные на электроде Кларка нитрифицирующие бактерии. В большинстве случаев усвоение органических соединений микроорганизмами контролируется по их дыхательной активности, которую измеряют с помощью кислородного электрода. [c.505]

Кислородный электрод Кларка применяют при хроноамперо метрическом определении in situ растворенного кислорода в при родных и сточных водах. [c.322]

На первой стадии глюкоза окисляется растворенным кислородом до -глюконолактона с образованием стехиометрического количества перекиси водорода, которая на второй стадии количественно окисляет о-дианизидин Существует большое количество модификаций метода с фотометрическим определением начальной скорости реакции на второй стадии или по конечной точке реакции, с использованием других субстратов пероксидазы — ферроцианида и других. В ряде модификаций вторая стадия проводится неферментативным способом. Помимо фотометрического широко используется также потенциометрический и амперометрический методы определения глюкозы с помощью глюкозоокси-дазы. Наиболее традиционным является применение кислородного электрода Кларка в сочетании с глюкозооксидазной мембраной. Совместная иммобилизация в мембране глюкозооксидазы и /3-глюкозидазы позволяют определять с помощью ферментного электрода активность целлюлазного комплекса Однако чувствительность ферментных электродов, как правило, ниже, чем у фотометрического метода с использованием глюкозооксидазы. [c.133]

По аналогии с введенной Сёренсеном величиной pH— — lg Кларк [44] при исследовании окислительно-восстановительных свойств органических систем ввел выражение гН= — 1 рНг. Это уравнение основано на представлениях Фреденхагена, согласно которым окислительно-восстановительный электрод можно рассматривать как водородный или кислородный электрод. Выражение гН вводилось для удобства обсуждения относительной окис-лительно-восстановительной силы систем, так как при этом для систем с зависящим от pH потенциалом отпадала необходимость одновременно определять потенциал и pH. Системы, изученные к моменту введения гН, имели сдвиг А /АрН около — 0,058 в/рН, т. е. равный сдвигу водородного электрода. Такие системы можно было характеризовать выраженной в единицах гН разностью между потенциалом системы и потенциалом водородного электрода при том же pH [c.235]

Кордонье и др. [520] описали биферментные электроды для определения лактозы, мальтозы и сахарозы. В этих электродах кроме соответственно р-галактозидазы, мальтазы и инвертазы используется и глюкозооксидаза. Предложенный прибор представляет собой кислородный электрод Кларка с цилиндрическим магнитом, на котором фиксируется магнитная пленка, несущая биферментную систему. Активную биферментную мембрану размещают на внешней поверхности газопроницаемой мембраны. Когда электрод находится в контакте с раствором, содержащим определяемый субстрат, гидролиз субстрата сопровождается потреблением кислорода. Таким образом, кислородный электрод измеряет степень потребления кислорода, которая пропорциональна концентрации субстрата в пробе. [c.180]

Если кровь, в которой надо определить кислород, содержит какие-нибудь анестезирующие вещества, следует принять меры предосторожности. Известно, что некоторые галогенированные углеводороды, в том числе и обычно используемый анестетик гало-тан (содержащий бром), полярографически восстанавливаются при использовании стандартного кислородного электрода Кларка [38]. Северингхауз с соавторами [38] предлагает в подобных случаях снижать поляризующее напряжение до —0,5 В и проводить калибровку электрода с помощью газовых смесей, содержащих галотан, как при нулевом, так и при другом известном значении Ро,, чтобы установить, мешает ли галотан определению кислорода. Если такое влияние есть, то наблюдается медленное возрастание нулевого значения ро,-322 [c.322]

Апдайк И Хикс [2 ] разработали энзимный электрод на основе кислородного электрода Кларка, который имел сдвоенные катоды с глюкозооксидазой, иммобилизованной в полиакриламидном геле. Принцип устройства энзимного электрода ясен из рис. XI.I на рис. Х1.2 показан энзимный электрод с двумя катодами, применявшийся Апдайком и Хиксом. [c.324]

Рис. 65. Катетерный кислородный электрод Кларка (с разрешения П. Кройзера и др.).

Следует указать, что даже хорошо изученные обратимые реакции не дают достаточно данных для выяснения действительного механизма реакций. В случае обратимых реакций существуют равновесные условия, а поэтому можно вывести уравнения, беря за снову водородный или кислородный электрод (см., например у Кларка и Коэна [81 ]). Однако можно представить брлее вероятный [c.523]

Концентрация растворимого ферментного электрода (гл. 1) впервые была выдвинута Кларком и Лайонсом [6] в 1962 г. Однако лишь в 1971 г. была создан [50] первый работающий ферментный электрод на основе глюкозооксидазы, иммобилизованной в геле на поверхности полярографического кислородного электрода, который позволяет определять глюкозу в биологических жидкостях и тканях. Ферментные электроды могут работать и как вольтамперометрические, и как амперометрические датчики, то есть измеряется ток при приложенном постоянном напряжении. В 1969 г. Гилболт и Монталвв [19] предложили первый потенциометрический (измеряется потенциал системы без наложения внешнего напряжения) ферментный электрод для определения мочевины. С тех пор в литературе описано более ста различных электродов данные [c.120]

В 1956 г. А. К. Кларк предложил отделять исследуемый раствор от амперометрического кислородного датчика гидрофобной пористой мембраной, проницаемой только для газов (подробно электрод Кларка рассмотрен в книге [88]). Первым потенциометрическим сенсором такого типа был электрод для определения диоксида углерода Северинхауза [150], в котором внутренним измерительным устройством служил стеклянный электрод, погруженный в разбавленный раствор бикарбоната натрия (рис. 4.10). Поскольку в порах мембраны устанавливается равновесное давление СО2, соответствующее концентрации диоксида углерода в исследуемом растворе, такая же по величине концентрация СО2 достигается и во внутреннем растворе стеклянного электрода. Измеряемое стеклянным электродом значение pH этого раствора определяется выражением [c.91]

Ферменты, принимаюшие участие в окислении или восстановлении биологических молекул (оксидоредуктазы), либо содержат в активном центре группу, которая может окисляться/восстанавливаться, например железо, медь, флавин или хинон, либо выполняют свою биологическую роль совместно с каким-либо редокс-кофактором, например ЫАВ(Р) . Из-за трудности осуществления прямой электрохимической реакции между редокс-центром и голым электродом и отсутствия эффективных электро-каталитических поверхностей для рециклирования восстанавливаемого кофактора в первых ферментных электродах электрохимические процессы лишь косвенно влияли на активность фермента. Классическим примером является сенсор глюкозы па основе фермента глюкозооксидазы и полярографического кислородного электрода, предложенный Кларком и Лайонсом [15] в 1962 г. и усовершенствованный Апдайком и Хикссом [54] в 1967 г. (гл. 1). Глюкозооксидаза представляет собой РАВ-содержащий фермент (рис. 15.1), катализирующий окисление глюкозы в глюконовую кислоту [c.212]

В биосенсорах на основе LMO (декарбоксилирующий фермент, часто называемый лактатоксидазой) иммобилизованный фермент закрепляют на поверхности кислородного электрода Кларка [36, 62]. Для такого сенсора авторы [36] получили линейную зависимость сигнала от концентрации при содержании лактата в измерительной ячейке до 0,25 ммоль/л. Для образцов реконструированных сывороток крови человека коэффициент корреляции между измеренными и истинными концентрациями г = 0,995 (у = 1,094х — 0,128 ммоль/л). Однако, как и во всех сенсорах на основе Оз-электрода, могут возникать проблемы, связанные с разным содержанием кислорода в буферном растворе и исследуемом образце. [c.264]

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]

Стационарные потенциалы коррозрти неоднократно измерялись различными авторами. В табл. 40 приведены потенциалы коррозии некоторых металлов в 0,5 М растворе Na l, главным образом по данным Г. В. Акимова и Г. Б. Кларк [5, 18]. Начальным потенциалом катодного процесса V протекающего за счет ионизации кислорода) можно считать потенциал равновесного кислородного электрода, который для нейтрального раствора (pH = 7) и воздушной газовой среды (парциальное давление кислорода равно Vs атмосферы) будет около +0,8 в. При коррозии с водородной деполяризацией за нужно принять равновесный потенциал водородного электрода при данном pH раствора. При проведении более точных расчетов необходимо взять 1/ для тех значений pH, которые устанавливаются в коррозионной среде, в результате протекания коррозионного процесса для каждого индивидуального металла. [c.297]