РОЗРОБКА НОВОГО БІОСЕНСОРА ДЛЯ ВИЗНАЧЕННЯ АРГІНІНУ В ФАРМАЦЕВТИЧНИХ ПРЕПАРАТАХ

O. O. Soldatkin, V. O. Prilipko, M. A. Kuibida, I. I. Khomenko, A. P. Soldatkin, S. V. Dzyadevych

Анотація


Аргінін є напівнезамінною амінокислотою, тобто існують біохімічні шляхи для її біосинтезу, але в певні періоди життя, такі як інтенсивний ріст, розвиток, а також при деяких захворюваннях, вони не можуть забезпечити організм достатньою кількістю цієї амінокислоти, через це вона повинна потрапляти в організм із їжею. На сьогодні фармацевтичні виробники пропонують низку препаратів на основі амінокислоти аргінін. На жаль, при виробництві може здійснюватись неналежний контроль концентрації аргініну, і на фармацевтичному ринку часто з’являються фальсифіковані препарати. Відповідно доцільним є розробка пристрою, який зміг би експресно визначати концентрацію аргініну в фармпрепаратах.

Метою даної роботи була розробка нового біосенсору для визначення аргініну в фармацевтичних препаратах.

Методи дослідження: В роботі використовували кондуктометричний метод аналізу. Як кондуктометричні перетворювачі в роботі використовували золоті гребінчасті електроди, нанесені на ситалову підкладку. Коіммобілізацію уреази та аргіназу на поверхню перетворювача проводили шляхом ковалентного зшивання ферментів з БСА за допомогою глутарового альдегіду.

Результати дослідження: При розробці біосенсора для визначення аргініну, при розробці методики іммобілізації двох ферментів, було проведено вибір найбільш прийнятного методу іммобілізації уреази. Проведено оптимізацію основних параметрів вибраної методики іммобілізації (концентрації обох ферментів в складі біосенсора, концентрацію ГА, час інкубації). Вивчено вплив параметрів розчину на роботу біосенсора (іонна сила буферу, буферна ємність та рН розчину). Досліджено відтворюваність та операційну стабільність сигналів розробленого біосенсора. З використанням розробленого біосенсора провели дослідження концентрації аргініну в деяких лікарських препаратах.

Висновки: В роботі розроблено новий кондуктометричний біосенсор на основі двох ферментів (аргіназа та уреаза) для визначення аргініну. Розроблений біосенсор можна з успіхом використовувати для аналізу концентрації аргініну у фармпрепаратах. Отримані результати гарно корелювали із концентраціями аргініну, заявленими фармацевтичними підприємствами.


Ключові слова


аргінін; аргіназа; уреаза; біосенсор; кондуктометрія

Повний текст:

PDF

Посилання


D. L. Nelson, M. M. Cox. Lehninger Principles of Biochemistry W. H. Freeman, 2008, 1294 p.

S. M. Morris Jr. Arginine: beyond protein // Am J Clin Nutr 83(2), pp. 508S-512S (2006).

G. Wu, S. M. Morris Jr . Arginine metabolism: nitric oxide and beyond // Biochem J 15, pp. 197–200 (1998).

D. Voet, J. G. Voet. Biochemistry. 4th Edition. Wiley, 2011. 1520 p.

Г. З. Гайда, Н. Є. Стасюк, М. В. Гончар. Методи аналізу l-аргініну // Biotechnologia acta, V. 7(1), pp. 31-39 (2014).

N. Stasyuk, O. Smutok, G. Gayda, B. Vus, M. Gonchar, Ye. Koval’chuk. Bi-enzyme L-arginine-selective amperometric biosensor based on ammonium-sensing polyaniline-modified electrode // Biosens Bioelectron 37(1), pp. 46–52 (2012).

S. Karacaoglu, S. Timur, A. Telefoncu. Arginine selective biosensor based on argi naseurease immobilized in gelatin // Artif Cells Blood Subst Immob Biotechnol 31, pp. 357–363 (2003).

S. Komaba, Y. Fujino, T. Matsuda, K. Osaka, I. Satoh. Biological determination of Ag (I) ion and arginine by using the composite film of electroinactive polypyrrole and polyion complex // Sens Actuator B 52, pp. 78–83 (1998).

Lvova L., Legin A., Vlasov Y., Cha G. S., Nam H. Multicomponent analysis of Korean green tea by means of disposable all-solid-state poten tiometric electronic tongue micro system // Sens Actuator B 95, pp. 391–395 (2003).

N. Verma, A. K. Singh, P. J. Kaur, Biosensor based on ion selective electrode for detection of L-arginine in fruit juices // Anal Chem 70 pp. 1111-1115 (2015).

O. Y. Saiapina, S. V. Dzyadevych, N. JaffrezicRenault, O. P. Soldatkin. Development and optimization of a novel conductometric bi-Talanta 92, pp. 58–64 (2012).

O. O. Soldatkin, D. M. Oliinyk, I. S. Kucherenko, S. V. Marchenko, M. A. Kuibida, V. O. Prylipko, O. P. Soldatkin, S. V. Dzyadevych. Konduktometrychnyi biosensor na osnovi arhinindeiminazy dlia kilkisnoho analizu arhininu v ridynakh biolohichnoho pokhodzhennia // patent Ukrainy Biul. No 7 vid 10. 04. 2017 (in Ukrainian).

S. V. Dzyadevych, O. P. Soldatkin Naukovi ta tekhnolohichni zasady stvorennia miniatiurnykh elektrokhimichnykh biosensoriv. Kyiv. Naukova dumka. 2006 s. 71-72 (in Ukrainian).

O. O. Soldatkin, I. S. Kucherenko, V. M. Pyeshkova, A. L. Kukla, N. Jaffrezic-Renault, A. V. El’skaya, S. V. Dzyadevych, A. P. Soldatkin Novel conductometric biosensor based on three-enzyme system for selective determination of heavy metal ions // Bioelectrochemistry 83, pp. 25-30 (2012).

I. S. Kucherenko,O. O. Soldatkin, B. O. Kasap, S. Ozturk, B. Akata, A. P. Soldatkin, S. V. Dzyadevych. Elaboration of Urease Adsorption on Silicalite for Biosensor Creation // Electroanalysis 24(6) pp. 1380 – 1385 (2012).

A. P. Soldatkin, S. V. Dzyadevich, Y. I Korpan, V. N. Arkhipova, G. A. Zhylyak, S. A. Piletsky, T. A. Sergeeva, T. L. Panasyuk, A. V. El’skaya // Biopolym Cell 14 pp. 268–277 (1998).

O. O. Soldatkin, O. A. Nazarenko, O. S. Pavliuchenko, O. L. Kukla, V. M. Arkhipova, S. V. Dzyadevich, O. P. Soldatkin, H. V. Yelska. Optymizatsiia roboty fermentnykh bioselektyvnykh elementiv v skladi potentsiometrychnoho multybiosensora // Biopolimery i klityna 24(1), s. 42-50 (2008) (in Ukrainian).

L. -T. Yin, Y. -T. Lin, Y. -C. Leu, C. -Y. Hu. Enzyme immobilization on nitrocellulose film for pH-EGFET type biosensors // Sensor Actuat B 148, pp. 207–213 (2010).

A. P. Soldatkin, J. Montoriol, W. Sant, C. Martelet, N. Jaffrezic-Renault A novel urea sensitive biosensor with extended dynamic range based on recombinant urease and ISFETs // Biosens Bioelectron 19, pp. 131–135 (2003).




DOI: https://doi.org/10.18524/1815-7459.2017.2.106608

Посилання

  • Поки немає зовнішніх посилань.


Copyright (c) 2017 Сенсорна електроніка і мікросистемні технології

ISSN 1815-7459 (Print), 2415-3508 (Online)