РОЗРОБКА ФЕРМЕНТНОГО КОНДУКТОМЕТРИЧНОГО БІОСЕНСОРА ДЛЯ ВИЗНАЧЕННЯ ДОФАМІНУ В ВОДНИХ ЗРАЗКАХ
DOI:
https://doi.org/10.18524/1815-7459.2020.4.219309Ключові слова:
кондуктометричний перетворювач, кондуктометрія, біосенсор, іммобілізований фермент, лакказа, дофамінАнотація
В даній роботі розроблено кондуктометричний біосенсор, призначений для визначення концентрацій дофаміну. Для створення біоселективного елементу біосенсора використовували фермент лакказу, що був іммобілізований ковалентною зшивкою глутаровим альдегідом з бичачим сироватковим альбуміном на поверхні кондуктометричного перетворювача. Як перетворювач використовувались дві пари золотих гребінчастих електродів, нанесених на ситалову підкладку. В роботі було підібрано оптимальні умови іммобілізації лаккази, досліджено вплив параметрів розчину (іонна сила, рН, буферна ємність) на роботу розробленого біосенсора для визначення дофаміну. Отримані біосенсори демонстрували високу чутливість до дофаміну (мінімальна границя визначення – 5 мкМ). Лінійний діапазон біосенсорного визначення аналіту був до 1 мМ. Встановлено, що розроблений біосенсор характеризується високою відтворюваністю відгуків впродовж декількох годин безперервної роботи (RSD=10%). Пере- вірено можливість довгострокового зберігання запропонованого біосенсора в різних умовах. Показано, що дофамінчутливий біосенсор характеризувався гарною селективністю відносно можливих інтерферуючих речовин і в подальшому може бути використаний для визначення концентрації дофаміну в біологічних та фармацевтичних зразках.
Посилання
R.C. Harris and M.-Z. Zhang, “Dopamine, the Kidney, and Hypertension,” Curr. Hypertens. Rep., vol. 14, no. 2, pp. 138–143, Apr. 2012.
E.S. Bromberg-Martin, M. Matsumoto, and O. Hikosaka, “Dopamine in Motivational Control: Rewarding, Aversive, and Alerting,” Neuron, vol. 68, no. 5, pp. 815–834, Dec. 2010.
M. Matsumoto and O. Hikosaka, “Two types of dopamine neuron distinctly convey positive and negative motivational signals,” Nature, vol. 459, no. 7248, pp. 837–841, Jun. 2009.
“Antipsychotic drugs, neurotransmitters, and schizophrenia,” Am. J. Psychiatry, vol. 135, no. 2, pp. 165–173, Feb. 1978.
A. Carlsson, “Does dopamine play a role in schizophrenia?,” Psychol. Med., vol. 7, no. 4, pp. 583–97, Nov. 1977.
D. Hinzen, O. Hornykiewicz, W. Kobinger, L. Pichler, C. Pifl, and G. Schingnitz, “The dopamine autoreceptor agonist B-HT 920 stimulates denervated postsynaptic brain dopamine receptors in rodent and primate models of Parkinson’s disease: a novel approach to treatment.,” Eur. J. Pharmacol., vol. 131, no. 1, pp. 75–86, Nov. 1986.
O. Kuchel, N. T. Buu, P. Hamet, W. Nowaczynski, and J. Genest, “Free and conjugated dopamine in pheochromocytoma, p r i m a r y a l d o s t e r o n i s m a n d e s s e n t i a l hypertension,” Hypertension, vol. 1, no. 3, pp. 267–273, 1979.
L. Zhang and W. K. Zhao, “[Solvent extraction and high performance liquid chromatography with electrochemical detection for determination of plasma catecholamines].,” Zhongguo Yao Li Xue Bao, vol. 10, no. 6, pp. 572– 5, Nov. 1989.
M. Zhu, X. Huang, J. Li, and H. Shen, “ P e r o x i d a s e - b a s e d s p e c t r o p h o t o m e t r i c methods for the determination of ascorbic acid, norepinephrine, epinephrine, dopamine and levodopa,” Anal. Chim. Acta, vol. 357, no. 3, pp. 261–267, Dec. 1997.
H. R. Kim, T.-H. Kim, S.-H. Hong, a n d H . - G . K i m , “ D i r e c t d e t e c t i o n o f tetrahydrobiopterin (BH4) and dopamine in rat brain using liquid chromatography coupled electrospray tandem mass spectrometry.”, Biochem. Biophys. Res. Commun., vol. 419, no. 4, pp. 632–7, Mar. 2012.
WHO, “WHO Model List of Essential Medicines,” Essent. Med. Heal. Prod., no. August, pp. 1–39, 2017.
V. Bhatt-Mehta and M. C. Nahata, “Dopamine and Dobutamine in Pediatric Therapy,” Pharmacother. J. Hum. Pharmacol. Drug Ther., vol. 9, no. 5, pp. 303–314, Sep. 1989.
K. Jackowska and P. Krysinski, “New trends in the electrochemical sensing of dopamine,” Anal. Bioanal. Chem., vol. 405, no. 11, pp. 3753–3771, Apr. 2013.
S. Sánchez-Cortés, O. Francioso, J., Garcı́a-Ramos, C. Ciavatta, and C. Gessa, “Catechol polymerization in the presence of silver surface,” Colloids Surfaces A Physicochem. Eng. Asp., vol. 176, no. 2–3, pp. 177–184, Jan. 2001.
S. Hou, M. L. Kasner, S. Su, K. Patel, and R. Cuellari, “Highly Sensitive and Selective Dopamine Biosensor Fabricated with Silanized Graphene,”
J. Phys. Chem. C, vol. 114, no. 35, pp. 14915–14921, Sep. 2010.
P. R. Roy, T. Okajima, and T. Ohsaka, “Simultaneous electroanalysis of dopamine and ascorbic acid using poly (N,N-dimethylaniline)- modified electrodes,” Bioelectrochemistry, vol. 59, no. 1–2, pp. 11–19, Apr. 2003.
C. R. Raj, T. Okajima, and T. Ohsaka, “Gold nanoparticle arrays for the voltammetric sensing of dopamine,” J. Electroanal. Chem., vol. 543, no. 2, pp. 127–133, Feb. 2003.
G. Erdoğdu and M. M. Mutlu, “Selective Detection of Dopamine in the Presence of Ascorbic Acid at Poly (m-Aminobenzene Sulfonic Acid),” Am. J. Anal. Chem., vol. 02, no. 05, pp. 582–588, 2011.
A. Liu, M. D. Wei, I. Honma, and H. Zhou, “Biosensing Properties of TitanateNanotube Films: Selective Detection of Dopamine in the Presence of Ascorbate and Uric Acid,” Adv. Funct. Mater., vol. 16, no. 3, pp. 371–376, Feb. 2006.
V. K. Sharma and L. Trnkova, “Copper Nanoparticle Modified Pencil Graphite Electrode for Electroanalysis of Adenine,” Electroanalysis, vol. 28, no. 11, pp. 2834–2840, Nov. 2016.
W. Yan, X. Feng, X. Chen, X. Li, and J.-J. Zhu, “A selective dopamine biosensor based on AgCl@polyaniline core-shell nanocomposites” Bioelectrochemistry, vol. 72, no. 1, pp. 21–7, Feb. 2008.
A. Balamurugan and S.-M. Chen, “Poly(3,4-ethylenedioxythiophene-co-(5-amino- 2-naphthalenesulfonic acid)) (PEDOT-PANS) film modified glassy carbon electrode for selective detection of dopamine in the presence of ascorbic acid and uric acid” Anal. Chim. Acta, vol. 596, no. 1, pp. 92–8, Jul. 2007.
S. S. Kumar, J. Mathiyarasu, K. L. N. Phani, and V. Yegnaraman, “Simultaneous determination of dopamine and ascorbic acid on poly (3,4-ethylenedioxythiophene) modified glassy carbon electrode” J. Solid State Electrochem., vol. 10, no. 11, pp. 905–913, Nov. 2006.
Z. Muhammad-Tahir and E. C. Alocilja, “A conductometric biosensor for biosecurity,” Biosens. Bioelectron., vol. 18, no. 5–6, pp. 813– 819, May 2003.
Soldatkin OO, Peshkova VM, Dzyadevych SV, Soldatkin AP, Jaffrezic-Renault N, El’skaya AV. Novel sucrose three-enzyme conductometric biosensor. Mater Sci Eng C. 2008;28(5–6):959–64.
D. Li et al., “NiCu Alloy Nanoparticle- Loaded Carbon Nanofibers for Phenolic Biosensor Applications,” Sensors, vol. 15, no. 11, pp. 29419–29433, Nov. 2015.
Y. Liu, X. Qu, H. Guo, H. Chen, B. Liu, and S. Dong, “Facile preparation of amperometric laccase biosensor with multifunction based on the matrix of carbon nanotubes–chitosan composite,” Biosens. Bioelectron., vol. 21, no. 12, pp. 2195– 2201, Jun. 2006.
The phenoloxidases of the ascomycete Podospora anserina. V. Properties of laccase I after further purification Molitoris, H.P.; Esser, K.; Arch. Mikrobiol. (1970) 72, 267-296
Ascorbic acid biosensor based on laccase immobilizedon an electrode modified with a self-assembled monolayer and coated with functionalized quantum dots Zhan Wang & Qiao Xu & Jian-Hao Wang & Qin Yang & Jiu-Hong Yu & Yuan-Di Zhao, Microchim Acta (2009) 165:387–392.
##submission.downloads##
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2020 Сенсорна електроніка і мікросистемні технології
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.
Авторське право переходить Видавцю.
