РОЗРОБКА ВИСОКОЧУТЛИВОГО ТА СЕЛЕКТИВНОГО АМПЕРОМЕТРИЧНОГО ПЕРЕТВОРЮВАЧА ДЛЯ СТВОРЕННЯ IN VIVO БІОСЕНСОРІВ
DOI:
https://doi.org/10.18524/1815-7459.2010.2.114243Ключові слова:
амперметричний мікроперетворювач, мікробіосенсор, металізація, діамі- нобензол, лактат оксидаза, in vivo аналізАнотація
Розроблено універсальний амперометричний мікроперетворювач на основі модифікованого вуглецевого волокна для створення мікробіосенсорів на основі оксидоредуктаз (ферментів, які каталізують окислення субстратів з накопиченням перекису водню). З метою збільшення чутливості та селективності мікроелектрода до перекису водню, була проведена металізація його робочої поверхні рутенієм. Як результат, отримано збільшення чутливості електроду до перекису водню на порядки. Потім для подальшого підвищення селективності на рутенізовані мікроелектроди було нанесено різні варіанти полімерних плівок на основі трьох ізомерів діамінобензолу. Найкращі характеристики були виявлені для мікроелектродів модифікованих рутенієм та покритих полімерною мембраною на основі мета-діамінобензолу. Саме такі мікроелектроди і були вибрані для
подальшої роботи.
Модифікований мікроперетворювач було використано для розробки високо специфічного і чутливого до лактату біосенсора на основі лактат оксидази (як моделі оксидоредуктазного біосенсора). Розроблений лактатний мікробіосенсор було модифіковано додатковою напівпроникною мембраною на основі полімерів нафіону та поліуретану, що дозволило розширити лінійний діапазон біосенсорного визначення лактату та змістити його в межі концентрацій лактату, які присутні в мозку щурів.
Посилання
Zhang Y., Hu Y., Wilson G. S., Moatti-Sirat D., Poitout V., Reach G., Elimination of the acetaminophen interference in an implantable glucose sensor // Analytical Chemistry. — 1994. — Vol.66, 7. — P.1183-1188.
Moussy F., Harrison D. J., O'Brien D. W., Rajotte R. V., Performance of subcutaneously implanted needle-type glucose sensors employing a novel trilayer coating // Analytical Chemistry. — 1993. — Vol.65, 15. — P.2072-2077.
Pan S., Arnold M. A., Selectivity enhancement for glutamate with a Nafion/glutamate oxidase biosensor // Talanta. — 1996. — Vol.43, 7. — P.1157-1162.
O'Connell P. J., O'Sullivan C. K., Guilbault G. G., Electrochemical metallisation of carbon electrodes // Analytica Chimica Acta. — 1998. — Vol.373. — P.261-270.
Gorton L., A carbon electrode sputtered with palladium and gold for the amperometric detection of hydrogen peroxide // Analytica Chimica Acta. — 1985. — Vol.178, ¹2. — P.247-253.
Daly D. J., O'Sullivan C. K., Guilbault G. G., The use of polymers coupled with metallised electrodes to allow H2O2 detection in the presence of electrochemical interferences // Talanta. — 1999. — Vol.49, 3. — P.667-678.
Yang Q., Atanasov P., Wilkins E., Development of needle-type glucose sensor with high selectivity // Sensors and Actuators B: Chemical. — 1998. — Vol.46, 3. — P.249-256.
Sakslund H., Wang J., Lu F., Hammerich, O., Development and evaluation of glucose microsensors based on electrochemical codeposition of ruthenium and glucose oxidase onto carbon fiber microelectrodes // Journal of Electroanalytical Chemistry. — 1995. — Vol.397, 1-2. — P.149-155.
Wang J., Angnes L., Miniaturized glucose sensors based on electrochemical codeposition of rhodium and glucose oxidase onto carbon-fiber electrodes // Analytical Chemistry. — 1992. — Vol.64, 4. —P.456-459.
White S. F., Turner A. P. F., Bilitewski U., Schmid R. D., Bradley J., Lactate, glutamate and glutamine biosensors based on rhodinized carbon electrodes // Analytica Chimica Acta. — 1994. — Vol.295, 3. — P.243-251.
Wang J., Chen Q., Enzyme Microelectrode Array Strips for Glucose and Lactate // Analytical Chemistry. — 1994. — Vol.66, ¹7. — P.1007-1011.
O'Neill R. D., Chang S. — C., Lowry J. P., Mc-Neil C. J., Comparisons of platinum, gold, palladium and glassy carbon as electrode materials in the design of biosensors for glutamate // Biosensors and Bioelectronics. — 2004. — Vol.19, ¹11. — P.1521-1528.
Sakslund H., Wang J., Hammerich O., Analysis of the factors determining the sensitivity of a miniaturized glucose biosensor made by codeposition of palladium and glucose oxidase onto an 8 μm carbon fiber // Journal of Electroanalytical Chemistry. — 1996. — Vol.402, 1-2. — P.149-160.
Wang J., Rivas G., Chicharro M., Glucose microsensor based on electrochemical deposition of iridium and glucose oxidase onto carbon fiber electrodes // Journal of Electroanalytical Chemistry. — 1997. — Vol.439, 1. — P.55-62.
Щувайло О. Н., Данилейко Л. В., Архипова В. Н., Дзядевич С. В., Ельская А. В., Сеспуглио Р., Солдаткин А. П., Разработка микробиосенсоров на основе углеродных волокон для определения глюкозы, ацетилхолина и холина in-vivo // Биополимеры и клетка. 2002. Т. 18, №6. С. 489-495.
Kelly S. C., O'Connell P. J., O'Sullivan C. K., Guilbault G. G., Development of an interferent free amperometric biosensor for determination of L-lysine in food // Analytica Chimica Acta. — 2000. — Vol.412, 1-2. — P.111-119.
Curulli A., Kelly S., O'Sullivan C., Guilbault G. G., Palleschi G., A new interference-free lysine biosensor using a non-conducting polymer film // Biosensors and Bioelectronics. — 1998. — Vol.13, 12. — P.1245-1250.
Craig J. D., O'Neill R. D., Comparison of simple aromatic amines for electrosynthesis of permselective polymers in biosensor fabrication // Analyst. — 2003. — Vol.128, ¹7. — P.905-911.
Geise R. J., Adams J. M., Barone N. J., Yacynych A. M., Electropolymerized films to prevent interferences and electrode fouling in biosensors // Biosensors and Bioelectronics. — 1991. — Vol.6, 2. — P.151-160.
Murphy L. J., Reduction of Interference Response at a Hydrogen Peroxide Detecting Electrode Using Electropolymerized Films of Substituted Naphthalenes // Analytical Chemistry. — 1998. — Vol.70, 14. — P.2928-2935.
Craig J. D., O'Neill R. D., Electrosynthesis and permselective characterisation of phenol-based polymers for biosensor applications // Analytica Chimica Acta. — 2003. — Vol.495, ¹1-2. — P.33-43.
Shram N. F., Netchiporouk L. I., Martelet C., Jaffrezic-Renault N., Bonnet C., Cespuglio R., In Vivo Voltammetric Detection of Rat Brain Lactate with Carbon Fiber Microelectrodes Coated with Lactate Oxidase // Analytical Chemistry. — 1998. — Vol.70, 13. — P.2618-2622.
##submission.downloads##
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2010 Сенсорна електроніка і мікросистемні технології
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.
Авторське право переходить Видавцю.
