НОВИЙ ЕЛЕКТРОХІМІЧНИЙ БІОСЕНСОР НА ОСНОВІ КРЕАТИНІНДЕІМІНАЗИ ДЛЯ АНАЛІЗУ ВМІСТУ КРЕАТИНІНУ
DOI:
https://doi.org/10.18524/1815-7459.2024.3.312689Ключові слова:
електрохімічний аналіз, біосенсор, концентрація креатиніну, креатиніндеіміназа, іммобілізація ферменту, ферментативний аналізАнотація
В роботі розроблено новий електрохімічний біосенсор на основі креатиніндеімінази для визначення концентрації креатиніну в біологічних зразках. Підібрано оптимальну методику іммобілізації біоселективних елементів на поверхні електродів, а саме ковалентне зв’язування креатиніндеімінази у БСА матриці за допомогою глутарового альдегіду. Біосенсори, виготовлені даним чином, характеризувались найвищою чутливістю до креатиніну та високою відтворюваністю виготовлення біомембран. Вони демонстрували низьку мінімальну границю визначення креатиніну, високу стабільність сигналів (RSD = 3%), значну стабільність при зберіганні та широкий лінійний діапазон визначення, що включає в себе можливість виявлення в біологічних рідинах концентрацій креатиніну в нормі та при патологіях. В роботі досліджено вплив параметрів робочого розчину, таких як іонна сила, буферна ємність, рН та вміст білку, на роботу розробленого біосенсора. Основні аналітичні характеристики запропонованого в роботі електрохімічного біосенсора свідчать про потенційну можливість його використання для моніторингу концентрації креатиніну у біологічних зразках.
Посилання
A. C. Webster, E. V. Nagler, R. L. Morton, P. Masson. Chronic kidney disease. The lancet, 389(10075), 1238–1252 (2017).
J. A. Kellum, F. E. Sileanu, R. Murugan, N. Lucko, A. D. Shaw, G. Clermont. Classifying AKI by urine output versus serum creatinine level. Journal of the American Society of Nephrology, 26(9), 2231–2238 (2015).
A. S. Levey, S. M. Titan, N. R. Powe, J. Coresh, L. A. Inker. Kidney disease, race, and GFR estimation. Clinical Journal of the American Society of Nephrology, 15(8), 1203–1212 (2020).
M. Z. Bidin, A. M. Shah, J. Stanslas, C. L. T. Seong. Blood and urine biomarkers in chronic kidney disease: An update. Clinica chimica acta, 495, 239–250 (2019).
B. Bikbov, C. A. Purcell, A. S. Levey, M. Smith, A. Abdoli, M. Abebe, M. O. Owolabi. Global, regional, and national burden of chronic kidney disease, 1990–2017: a systematic analysis for the Global Burden of Disease Study 2017. The lancet, 395(10225), 709–733 (2020).
P. S. Yuen, S. R. Dunn, T. Miyaji, H. Yasuda, K. Sharma, R. A. Star. A simplified method for HPLC determination of creatinine in mouse serum. American Journal of Physiology – Renal Physiology, 286(6), F1116–F1119 (2004).
D. Tsikas, A. Wolf, A. Mitschke, F. M. Gutzki, W. Will, M. Bader. GC–MS determination of creatinine in human biological fluids as pentafluorobenzyl derivative in clinical studies and biomonitoring: inter-laboratory comparison in urine with Jaffé, HPLC and enzymatic assays. Journal of Chromatography B, 878(27), 2582–2592 (2010).
E. Liotta, R. Gottardo, L. Bonizzato, J. P. Pascali, A. Bertaso, F. Tagliaro. Rapid and direct determination of creatinine in urine using capillary zone electrophoresis. Clinica Chimica Acta, 409(1–2), 52–55 (2009).
J. Sittiwong, F. Unob. Paper-based platform for urinary creatinine detection. Analytical Sciences, 32(6), 639–643 (2016).
N. Ye. Stasyuk, G. Z. Gayda, A. E. Zakalskiy, L. R. Fayura, O. M. Zakalska, А. А. Sibirny, M. Nisnevitch, M. V. Gonchar, Amperometric biosensors for L-arginine and creatinine assay based ons recombinant deiminases and ammonium-sensitive Cu/Zn (Hg) S nanoparticles, Talanta 238 (1), 122996 (2022).
O. A. Zinchenko, S. V. Marchenko, T. A. Sergeyeva, A. L. Kukla, A. S. Pavlyuchenko, E. K. Krasyuk, A. P. Soldatkin, A. V. El’skaya. Application of creatinine-sensitive biosensor for hemodialysis control. Biosens. Bioelectron., 35, 466–469 (2012).
N. Stasyuk, A. Zakalskiy, W. Nogala, S. Gawinkowski, T. Ratajczyk, M. Bonarowska, O. Demkiv, O. Zakalska, M. Gonchar. A reagentless amperometric biosensor for creatinine assay based ons recombinant creatinine deiminase and N-methylhydantoin-sensitive CoCu nanocomposite. Sensors Actuators B, 393, 134276 (2023).
S. V. Marchenko, I. S. Kucherenko, O. O. Soldatkin, A. P. Soldatkin. Potentiometric biosensor system based on recombinant urease and creatinine deiminase for urea and creatinine determination in blood dialysate and serum. Electroanalysis, 27(7), 1699–1706 (2015).
S. Dzyadevych, N. Jaffrezic-Renault. Conductometric biosensors. In Biological Identification. Woodhead Publishing. pp. 153–193 (2014).
O. O. Soldatkin, K. V. Stepurska, V. M. Arkhypova, A. P. Soldatkin, A. V. El’skaya, F. Lagarde, S. V. Dzyadevych. Conductometric enzyme biosensor for patulin determination. Sensors and Actuators B: Chemical, 239, 1010–1015 (2017).
V. G. Melnyk, A. D. Vasylenko, L. N. Semenycheva, O. V. Slitskiy, O. Y. Saiapina, S. V. Dzyadevych. Solutions for enhancement of sensitivity and metrological reliability of conductometric biosensor systems. Engineering Research Express, 3(4), 045008 (2021).
T. Hemalatha, T. Umamaheswari, G. Krithiga, P. Sankaranarayanan, R. Puvanakrishnan. Enzymes in clinical medicine: an overview. NISCAIR-CSIR. 51(10), 777–788 (2013).
D. Pandya, A. K. Nagrajappa, K. S. Ravi. Assessment and correlation of urea and creatinine levels in saliva and serum of patients with chronic kidney disease, diabetes and hypertension – a research study. Journal of clinical and diagnostic research: JCDR, 10(10), ZC58. (2016).
C. J. Saatkamp, M. L. de Almeida, J. A. M. Bispo, A. L. B. Pinheiro, A. B. Fernandes, Jr, L. Silveira. Quantifying creatinine and urea in human urine through Raman spectroscopy aiming at diagnosis of kidney disease. Journal of biomedical optics, 21(3), 037001–037001 (2016).
##submission.downloads##
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.
Авторське право переходить Видавцю.
