DOI: https://doi.org/10.18524/1815-7459.2018.2.136888

МУЛЬТИБІОСЕНСОРНА СИСТЕМА НА ОСНОВІ РН-ЧУТЛИВИХ ПОЛЬОВИХ ТРАНЗИСТОРІВ ДЛЯ ОДНОЧАСНОГО ВИЗНАЧЕННЯ ГЛЮКОЗИ, КРЕАТИНІНУ ТА СЕЧОВИНИ

О. О. Солдаткін, С. В. Марченко, О. Л. Кукла, О. С. Павлюченко, С. В. Дзядевич, О. П. Солдаткін

Анотація


В роботі розроблено мультбіосенсорну систему для одночасного визначення концентрацій глюкози, сечовини та креатиніну. Для створення біоселективних елементів вико­ристовували глюкозооксидазу, рекомбінантну уреазу та креатиніндеаміназу, кожна з яких була іммобілізована ковалентною зшивкою глутаровим альдегідом з бичачим сироватковим альбу­міном на поверхні рН-чутливих польових транзисторів. В рамках розробки було перевірено можливість одночасної роботи усіх біоселективних елементів в складі мультибіосенсорної системи. Лінійний діапазон для визначення сечовини знаходився в межах від 0,5 до 10 мМ, для креатиніну – від 0,08 до 2 мМ, для глюкози – від 0,08 до 1 мМ, що є цілком достатньо для одночасного визначення вищевказаних метаболітів в сироватці крові хворих на ниркову недо­статність в умовах єдиного розведення проби. Також було перевірено наявність перехресного впливу субстратів на величину відгуку для окремих біоселекативних елементів, та доведено можливість їх одночасної роботи. Показано, що мультибіосенсорна система характеризується доброю відтворюваністю відгуків при безперервній роботі впродовж одного робочого дня. Роз­роблену систему було використано для аналізу глюкози, сечовини та креатиніну в сироватці крові хворих на ниркову недостатність. Отримані результати підтверджують діагноз хворих на ниркову недостатність і доводять перспективність даної розробки для використання в медичній діагностиці.


Ключові слова


сечовина; глюкоза; креатинін; біосенсор; мультибіосенсорна система; рН-чутливий польовий транзистор; сироватка крові

Повний текст:

PDF

Посилання


A. Yu. Babenko, V. K. Bayrasheva, Diabetic Nephropathy // Medical Sonnet, 7, pp. 32–43 (2015).

V. G. Kajarian, N. I. Kapshitar, P. P. Bidzil, A. O. Solovyuk, Estimation of the efficacy of sulose doses of II-stage diabetes nephropathy in patients with type 2 diabetes // Zaporozhye Medical Journal 4(79), pp. 85-89 (2013).

V. G. Maidannik, E. A. Burlaka, Status of metabolic-hypoxic disorders in diabetic nephropathy in children // Experimental and Clinical Physiology and Biochemistry 4, pp. 47–55 (2015).

S. V. Gautier, Type 1 diabetes mellitus, diabetic nephropathy: transplantology possibilities // Bulletin of the Russian Academy of Medical Sciences 1, pp. 54–60 (2012).

N. Noritsugu Wada, K. Mori, C. Nakagawa, J. Sawa, Y. Kumeda, T. Shoji, M. Emoto, M. Masaaki Inaba, Improved Glycemic Control with Teneligliptin in Patients with Type 2 Diabetes Mellitus on Hemodialysis: Evaluation by Continuous Glucose Monitoring // Journal of Diabetes and its Complications 29, pp. 1310–1313 (2015).

M. Abea, T. Higuchib, M. Moriuchia, M. Okamuraa, R. Tei, C. Naguraa, H. Takashima, F. Kikuchic, H. Tomitad, K. Okada, Efficacy and safety of saxagliptin, a dipeptidyl peptidase-4 inhibitor, in hemodialysis patients with diabetic nephropathy: A randomized open-label prospective trial // Diabetes Research and Clinical Practice 116, pp. 244–252 (2016).

A. Radomska, R. Koncki, K. Pyrzyńska et al. Bioanalytical system for control of hemodialysis treatment based on potentiometric biosensor for urea and creatinine // Analytica Chimica Acta 523, pp. 193–200 (2004).

M. Gutierrez, S. Alegret, M. del Valle Bioelectronic tonque for the simultaneous determination of urea, creatinine and alkaline ions in clinical samples // Biosensors and Bioelectronics 23, pp. 795–802 (2008).

P. Pookaiyaudom, P. Seelanan, F. J. Lidgey et al. Measurement of urea, creatinine and urea to creatinine ratio using enzyme based chemical current conveyor (CCCII+) // Sensors and Actuators B. 153, pp. 453–459 (2011).

M. Jurkiewicz, S. Alegret, J. Almirall, M. García, E. Fàbregas, Development of a biparametric bioanalyser for creatinine and urea. Validation of the determination of biochemical parameters associated with hemodialysis // Analyst 123, pp. 1321– 1327 (1998).

M. Jaffe, Über den Niederschlag, welchen Pikrinsäure in normalem Harn erzeugt und über eine neue Reaktion des Kreatinins // Zeitschrift für physiologische Chemie 10, pp. 391–400 (1886).

G. F. Khan, W. Wernet, A highly sensitive amperometric creatinine sensor // Analytica Chimica Acta 351, pp. 151-158 (1997)

A. J. Killard, S. M. Smyth Creatinine biosensors: principles and designs // Trends in Biotechnology 18(10), pp. 433–437 (2000). http://www.terramedica.spb.ru/1d4_2007/slepushiva.htm.

Y.-H. Lin, S.-H. Wang, M.-H. Wu, T.-M. Pan, C.-S. Lai, J.-D. Luo, C. C. Chiou,

Integrating solid-state sensor and microfluidic devices for glucose, urea and creatinine detection based on enzyme-carrying alginate microbeads // Biosensors and Bioelectronics 43, pp. 328–335 (2013).

C.-S. Rui, H.-I. Ogawa, K. Sonomoto, Y. Kato Multifunctional flow-injection biosensor for the simultaneous measurement of creatinine, glucose and urea // Biosci. Biotech. Biochem. 57, pp. 191–194 (1993).

A. L. Kukla, A. S. Pavluchenko, Yu. V. Goltvjanskyi, A. A. Soldatkin, V. M.

Arkhypova, S. V. Dzyadevych, A. P. Soldatkin, Sensor arrays based on the differential isfet elements for monitoring of toxic substances of natural and artificial origin // Sensor Electronics and Microsystem 2, pp. 58–68 (2008).

Otto M. Sovremennyye metody analiticheskoy khimii, M: Tekhnosfera, 412 s. (2003)




Copyright (c) 2018 Сенсорна електроніка і мікросистемні технології

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