Все дипломы > Медицина > Добавить в закладки
Коллеги автора


Оставь голос:
Вы следите за научными мировыми открытиями?
Изредка о чем-то узнаю
Внимательно слежу
Нет - мне не интересно


Процитируем:
...« Приведена терминология, используемая в биосенсорном анализе. Дано краткое определение типам преобразователей, составляющих основу биосенсоров. Представлены характеристики био»...
подробнее

Медицина


Часто просматривают следующие страницы:


Френсис Бекон:

"Невежды презирают науку, необразованные люди восхишаются ею, тогда как мудрецы пользуются ею"



Электроды третьего поколения - прямой перенос электронов. В процессе развития биосенсорных исследований для повышения чувствительности и селективности анализа было предложено оригинальное решение – использовать безмедиаторный способ регистрации тока при окислении субстрата путем непосредственного окисления восстановленного фермента на электроде. В общем случае эта задача экспериментально не реализуется. Для прямого переноса электронов требуется выполнение многих условий и современные знания электрохимических свойств и структуры белков не всегда позволяют получить требуемые режимы. Этот процесс определяется рядом параметров, в первую очередь такими, как особенность конфигурации молекулы фермента в области активного центра, величиной приложенного потенциала, типом материала, из которого изготовлен электрод, типом молекулы, с помощью которой фермент иммобилизовали на электроде. В случае прямого переноса заряда реакция схематически представляется следующим образом.

Глюкоза + ГОД/ФАД ® глюконолактон + ГОД/ФАДH2

На электроде ГОД/ФАДH2 ® ГОД/ФАД + 2H+ + 2e-.

Вопрос о прямом переносе электронов настолько важен, что исследования новых сочетаний "фермент-способ иммобилизации-тип электрода" и условий протекания такой реакции интенсивно продолжается и в настоящее время. В связи с рассмотренными ранее вопросами биоэлектроники можно отметить, что данный процесс представляет интерес не только с точки зрения создания высокоэффективных биосенсорных систем, но также и для разработки биоэлектронных устройств. При этом система "фермент-электрод" рассматривается как устройство преобразования химического сигнала в электрический, которое может выполнять функции логических элементов, электронно-биологических ключей и т.д.

---------------------------------------------------------

Краткое содержание раздела 4.1.1.

Представлен принцип измерения и теория функционирования кислородного электрода Кларка – одного из наиболее часто применяемых преобразователей в биосенсорах электрохимического типа. Наряду с кислородным электродом перекисный электрод является преобразователем электрохимического типа, который широко используемый в сочетании с оксидазами – ферментами, окисляющими широкий спектр соединений и генерирующими перекись водорода. Применение принципа эстафетного переноса электронов от субстрата на электрод используется в электродах медиаторного типа. Медиаторы позволяют повысить специфичность анализа. Возможен также прямой перенос заряда на электрод, для чего требуется выполнение многих условий, связанных физико-химическими свойствами фермента, обусловленных его структурой.

7. Потенциометрические биосенсоры.

Ион-селективные электроды; параметры. Ион-селективные полевые транзисторы и биосенсоры на их основе.

В биосенсорной детекции широко используется принцип оценки либо концентрации продукта биохимической реакции, либо концентрации субстрата реакции. Если ферментативная реакция приводит к образованию электрохимически активного продукта, его можно определять/детектировать электрохимическими методами. Аналогично с помощью электрохимических методов можно определять субстраты реакции. В предыдущем разделе рассматривалось применение электрохимических (амперометрических) методов для детекции кислорода (субстрат реакции) и пероксида водорода (продукт реакции). В ряде случаев биохимическая реакция приводит к изменению ионного состава среды, что позволяет применять электрохимические методы детекции ионов – т.е. ионометрию. Наиболее распространенными случаями изменения ионного состава является изменение концентрации ионов водорода [Н+], т.е. изменение рН среды. Для оценки изменений ионного состава разработаны потенциометрические электрохимические методы, выполняемые с помощью ионочувствительных или ион-селективных электродов (ИСЭ). Ион-селективным является электрод, выходной потенциал которого пропорционален логарифму активности какого-либо специфического иона в измеряемом растворе. На основе ион-селективных электродов созданы разнообразные модели биосенсоров. В этом случае ИСЭ является преобразователем биосенсора, а сами биосенсоры, в соответствии с их классификацией, относятся к электрохимическим потенциометрического типа.

В биосенсорах потенциометрического типа преобразователь является генератором ЭДС. Возникающая разность потенциалов задается концентрацией/активностью определяемого иона. Измерения выполняются относительно электрода сравнения. Потенциометрические измерения характеризуются следующими особенностями: регистрируется потенциал Е как функция времени и концентрации С измеряемого иона, Е =  (t, С), при условии, что ток, протекающий через электрод, равен нулю, I = 0. Потенциометрические электроды должны иметь высокое сопротивление. Чем выше сопротивление, тем точнее регистрируется генерируемая разность потенциалов, поскольку снижается шунтирующее влияние электрода. Для измерений, как правило, используются электроды, сопротивление которых не менее, чем 1012 – 1015 Ом, что вполне приемлемо, с практической точки зрения, обеспечивает условие I ~ 0. Характеризуя параметры существующих ИСЭ отметим, что большинство из них имеют рабочий диапазон измеряемых концентраций от 10-1 до 10-5 М вещества. Исключение составляют рН-электроды, имеющие расширенный диапазон, заключенный в пределах от 1 до 10-12 М концентрации протонов, [Н+].

В электродах потенциометрического типа отсутствует расход вещества. Зависимость потенциала электрода Е от концентрации анализируемого вещества С является логарифмической функцией: Е = (RT/nF) ln C + const, где n – заряд иона; F- число Фарадея; R- газовая постоянная и T абсолютная температура. Незначительная ошибка при измерении Е может привести к довольно значительной погрешности определения С. Например, при n = 1 погрешность измерения Е в 10 мВ приводит к 19%-й погрешности для величины С. Из-за этих недостатков биосенсоры на основе амперометрических индикаторных электродов, для которых характерной является линейная зависимость тока I от концентрации C искомого вещества, считаются более практичными, несмотря на то, что для них в большинстве случаев необходимо строго контролировать гидродинамические условия вблизи поверхности электрода.

На правах рекламы
. Мы сотрудничаем с американской фирмой "Tiffany" – известным производителем декоративных люстр и светильников, мягкая мебель пол. |

Главы - параграфы


Так говорят:
Ну что я могу сказать? :) От одного только выражен...
Автор: ираида
Я и в школе химию особенно не понимала, и теперь-т...
Автор: коля
Биосенсорный метод анализа химических соединений в...
Автор: Иришка
Данное учебное пособие содержит так много хорошего...
Автор: ромка
Только что дочитал последнюю главу. Вообще замечат...
Автор: паша


Наука России - Наше будущее!