ДОСЛІДЖЕННЯ МОЖЛИВОСТІ ВИКОРИСТАННЯ ПОТЕНЦІОМЕТРИЧНОГО БІОСЕНСОРА НА ОСНОВІ КРЕАТИНІНДЕІМІНАЗИ ДЛЯ НЕІНВАЗІЙНОГО АНАЛІЗУ КРЕАТИНІНУ

Автор(и)

  • Валентина Архипова Інститут молекулярної біології і генетики Національної академії наук України, Україна https://orcid.org/0000-0002-4009-1539
  • Ірина Книр Інститут молекулярної біології і генетики Національної академії наук України; Київський національний університет імені Тараса Шевченка, Україна https://orcid.org/0009-0008-7353-5918
  • Вероніка Бахмат Інститут молекулярної біології і генетики Національної академії наук України, Україна https://orcid.org/0009-0000-1449-023X
  • Олександр Кукла Інститут молекулярної біології і генетики Національної академії наук України; Інститут фізики напівпровідників імені В. Є. Лашкарьова, Україна https://orcid.org/0000-0003-0261-982X
  • Дар’я Кучеренко Інститут молекулярної біології і генетики Національної академії наук України, Україна https://orcid.org/0009-0006-7640-5401
  • Людмила Шкотова Інститут молекулярної біології і генетики Національної академії наук України, Україна https://orcid.org/0000-0003-2594-0413
  • Андрій Закальський Інститут біології клітини Національної академії наук України, Україна https://orcid.org/0000-0002-8853-1097
  • Олександр Солдаткін Інститут молекулярної біології і генетики Національної академії наук України; Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», Україна https://orcid.org/0000-0003-2362-5487
  • Сергій Дзядевич Інститут молекулярної біології і генетики Національної академії наук України; Київський національний університет імені Тараса Шевченка, Україна https://orcid.org/0000-0003-2915-716X

DOI:

https://doi.org/10.18524/1815-7459.2025.3.339801

Ключові слова:

іон-селективний польовий транзистор, біосенсор, креатиніндеіміназа, неінвазивний аналіз креатиніну, сеча, піт, слина

Анотація

В роботі досліджено можливості використання потенціометричного біосенсора на основі креатиніндеімінази для неінвазійного аналізу креатиніну в сечі, поті та слині. Вивчено вплив на сигнал різних речовин, які потенційно можуть впливати на реакцію біосенсора та містяться в сечі здорових людей або пацієнтів із захворюваннями нирок. Показано, що внесок цих компонентів у загальний сигнал є мінімальним і не буде суттєво впливати на точність вимірювань біосенсора. Стабільність при зберіганні біосенсора склала більше 120 днів.

Показано принципову можливість визначати креатинін за допомогою біосенсора на основі креатиніндеімінази в слині та поті, при цьому найнижча концентрація креатиніну, яку можливо визначити, складала 50 мкМ. Розроблений біосенсор демонструє певні переваги у визначенні концентрації креатиніну у зразках сечі порівняно з традиційним колориметричним методом Яффе, який вимагає дорогого обладнання та ретельного контролю параметрів реакції для зменшення впливу речовин, що заважають, а також складної процедури вимірювання.

Посилання

Koncki R. Analytical aspects of hemodialysis. Trends in Analytical Chemistry. 2008. Vol. 27, iss. 4. P. 304–314. https://doi.org/10.1016/j.trac.2008.01.014

Narayanan S., Appleton H. D. Creatinine: a review. Clin. Chem. 1980. Vol. 26, iss. 8. P. 1119–1126. https://doi.org/10.1093/clinchem/26.8.1119

Eftekhari A., Vahed S.Z., Kavetskyy T., Rameshrad M., Jafari S., Chodari L., Ardalan M. Cell junction proteins: crossing the glomerular filtration barrier in diabetic nephropathy. Int. J. Biol. Macromol. 2020. Vol. 148. P. 475–482. https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2020.01.168

Wong V. M., Swartz S. J., Devaraj S., Poyyapakkam S. Elevated serum creatinine: but is it renal failure. Pediatrics. 2020. Vol. 146, iss. 1. Article e20192828. https://doi.org/10.1542/peds.2019-2828

Wax B., Kerksick C. M., Jagim A. R., Mayo J. J., Lyons B. C., Kreider R. B. Creatine for exercise and sports performance, with recovery considerations for healthy populations. Nutrients. 2021. Vol. 13, iss. 6. Article 1915. https://doi.org/10.3390/nu13061915

Durán Merás I., Espinosa-Mansilla A., Rodriguez Gómes M. J. Determination of methotrexate, several pteridines, and creatinine in human urine, previous oxidation with potassium permanganate, using HPLC with photometric and fluorimetric serial detection. Anal. Biochem. 2005. Vol. 346, iss. 2. P. 201–209. https://doi.org/10.1016/j.ab.2005.07.038

Jaffe M. Z. About generates the precipitation which picric acid in normal urine and a new reaction of creatinine. Physiol. Chem. 1886. No. 10. P. 391–400.

Stasyuk N. Ye., Gayda G. Z., Zakalskiy A. E., Fayura L. R., Zakalska O. M., Sibirny А. А., Nisnevitch M., Gonchar M. V. Amperometric biosensors for L-arginine and creatinine assay based on recombinant deiminases and ammonium-sensitive Cu/Zn (Hg)S nanoparticles. Talanta. 2022. Vol. 238, prt. 1. Article 122996. https://doi.org/10.1016/j.talanta.2021.122996

Zinchenko O. A., Marchenko S. V., Sergeyeva T. A., Kukla A. L., Pavlyuchenko A. S., Krasyuk E. K., Soldatkin A. P., El’skaya A. V. Application of creatinine-sensitive biosensor for hemodialysis control. Biosens. Bioelectron. 2012. Vol. 35, iss. 1. P. 466–469. https://doi.org/10.1016/j.bios.2012.02.062

Stasyuk N., Zakalskiy A., Nogala W., Gawinkowski S., Ratajczyk T., Bonarowska M., Demkiv O., Zakalska O., Gonchar M. A reagentless amperometric biosensor for creatinine assay based on recombinant creatinine deiminase and N-methylhydantoin-sensitive CoCu nanocomposite. Sensors Actuators B. 2023. Vol. 393. Article 134276. https://doi.org/10.1016/j.snb.2023.134276

Dzyadevych S. V., Soldatkin A. P., El’skaya A. V., Martelet C., Jaffrezic-Renault N. Enzyme biosensors based on ion-selective field-effect transistors. Anal. Chim. Acta. 2006. Vol. 568, iss. 1–2. P. 248–258. https://doi.org/10.1016/j.aca.2005.11.057

Yuqing M., Jianguo G., Jianrong C. Ion sensitive field effect transducer-based biosensors. Biotechnology Advances. 2003. Vol. 21, iss. 6. P. 527–534. https://doi.org/10.1016/S0734-9750(03)00103-4

Arkhypova V., Soldatkin O., Moghylevska L., Konvalyuk I., Kunakh V., Dzyadevych S. Enzyme biosensor based on pH-sensitive field-effect transistors for assessment of total indole alkaloids content in tissue culture of Rauwolfia serpentine. Electrochemical Science Advance. 2022. Vol. 2, iss. 5. Article 2100152. https://doi.org/10.1002/elsa.202100152

Zakalskiy A., Stasyuk N., Zakalska O., Boretsky Y., Gonchar M. Overexpression and one-step renaturation-purification of the tagged creatinine deiminase of Corynebacterium glutamicum in Escherichia coli cells. Cell Biol. Int. 2020. Vol. 44, iss. 5. P. 1204–1211. https://doi.org/10.1002/cbin.11320

Kukla O. L., Pavluchenko A. S., Arkhypova V. M., Errachid A., Dzyadevych S. V. Determination of the influence of temperature and UV treatment on the characteristics of differential ISFET electrodes. Sens. elektron. mikrosist. tehnol. 2023. Vol. 20, no. 4. P. 4–18. https://doi.org/10.18524/1815-7459.2023.4.294628.

Arkhypova V. M., Knyr I. S., Bakhmat V. A., Karpenko Y. V., Soldatkin O. O., Dzyadevych S. V. Comparison of creatinine deiminase immobilization methods for design of potentiometric biosensors for creatinine detection. Sens. elektron. mikrosist. tehnol. 2024. Vol. 21, no. 3. P. 4–15, https://doi.org/10.18524/1815-7459.2024.3.312688

Midander K., Julander A., Jolinde K., Lidén C. Testing in artificial sweat – is less more? Comparison of metal release in two different artificial sweat solutions. Regulatory Toxicology and Pharmacology. 2016. Vol. 81. P. 381–386. https://doi.org/10.1016/j.yrtph.2016.09.021

Chromý V., Rozkošná K., Sedlák P. Determination of serum creatinine by Jaffe method and how to calibrate to eliminate matrix interference problems. Clin. Chem. Lab. Med. 2008. Vol. 46, iss. 8. P. 1127–1133.

##submission.downloads##

Опубліковано

2025-09-25

Як цитувати

Архипова, В., Книр, І., Бахмат, В., Кукла, О., Кучеренко, Д., Шкотова, Л., Закальський, А., Солдаткін, О., & Дзядевич, С. (2025). ДОСЛІДЖЕННЯ МОЖЛИВОСТІ ВИКОРИСТАННЯ ПОТЕНЦІОМЕТРИЧНОГО БІОСЕНСОРА НА ОСНОВІ КРЕАТИНІНДЕІМІНАЗИ ДЛЯ НЕІНВАЗІЙНОГО АНАЛІЗУ КРЕАТИНІНУ. Сенсорна електроніка і мікросистемні технології, 22(3), 8–18. https://doi.org/10.18524/1815-7459.2025.3.339801

Номер

Том 22 № 3 (2025)

Розділ

Біосенсори

Ліцензія

Авторське право (c) 2025 Сенсорна електроніка і мікросистемні технології

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.

Авторське право на публікації переходить Видавцю.