Ских координатах.
При использовании амперметрических электродов (платинового или
Кислородного) для определения глюкозы, спирта применяют полярограф.
При этом строят график зависимости силы тока (мкА) от концентрации
Вещества в линейных координатах. Вместо полярографа можно использо-
Вать устройство (адаптор), которое подает потенциал на амперометриче-
Ский датчик (в случае определения глюкозы или спирта), преобразуя ток в
Разность потенциалов, регистрируемую вольтметром. Вместе с фермент-
Ным электродом используют электрод сравнения (например, каломель-
Ный). Последний может быть частью комбинированного ферментного
Т а б л и ц а 3. 7
Типичные ферментные электроды и их параметры (по Дж. Вудворду, 1988)
Определяемое
Вещество Фермент Датчик
Стабиль-
Ность
Время
Реакции
Чувствитель-
ность, М/л
Мочевина Уреаза Катионный
Газовый (NH3)
Недели
Мес.
С
Мин.
10–2 – 5⋅10–5
до 5⋅10–4
Глюкоза Глюкозо-
Оксидаза
РН-электрод
Газовый (О2)
Неделя
Недели
Мин.
Мин.
10–1 – 10–3
2⋅10–4
L-амино-
Кислоты
Оксидаза
L-аминокислот
Pt(H2O2) 4–6 мес. 12 с 10–3 – 10–5
Спирты Алкоголь-
Оксидаза
Pt(H2O2) 1 неделя 12 с 0.5 – 100 мг/ %
Пенициллин Пенициллиназа рН-электрод 2 недели 0.5–2 мин. 10–2 – 10–4
Мочевая
Кислота
Уратоксидаза Pt(H2O2) 4 мес. 30 с 10–2 – 10–4
Нитрат Нитрат-
Редуктаза
NH4+ 2–3 мин. 10–2 – 10–4
Нитрит Нитрит-
Редуктаза
Газовый (NH3) 3–4 мес. 2–3 мин. 5⋅10–2 – 5⋅10–4
Сульфат Акрил-
Сульфатаза
Pt 1 мес. 1 мин. 10–1 – 10–4
Электродный
Датчик
Электродный
Датчик
Найлоновая
Сеточка
Диализная
Мембрана
1 2 3 4
А
Б
Слой геля,
Содержащего
Фермент
Резиновое
Кольцо
Резиновое кольцо
Фермент
Рис. 3.4. Изготовление ферментных электродов (по Дж. Вудворду, 1988).
А – с использованием физически включенных ферментов, Б – химически связанных ферментов.
электрода, – датчика NH3, СО2, О2, на основе которых делают ферментные
электроды для детекции мочевины, аминокислот, спирта и т.д. На рис. 3.5
Показаны конструкции ферментных электродов.
Стабильность работы электродов главным образом зависит от способа
иммобилизации фермента: правильного подбора фермента и носителя,
Концентрации фермента в носителе, стабильности ______применяемого датчика,
На основе которого сделан электрод, а также от условий проведения ана-
Лиза и условий хранения электрода.
Эра широкого внедрения ферментных электродов в различные сферы
Аналитики только начинается. Биосенсоры, помимо высокой чувствитель-
Ности и быстродействия, существенно уменьшают объем анализируемых
Проб, автоматизируют и упрощают схему анализа. Особенно эффективно
Применение ферментных методов анализа для контроля состояния окру-
Жающей среды, в пищевой и биотехнологической промышленности, в
Клинической аналитике, а также в научных исследованиях. Широкие пер-
Спективы открывают возможности применения мультиферментных сис-
Тем, в которых один из ферментов обеспечивает специфичность реакции,
а другой – детекцию продуктов этой реакции (например, перекисей). По-
лиферментная аналитика существенно, до 10–11 – 10–14 М, увеличивает
А Б
О2
О2
О2
Н - О2 глюконовая
Кислота
Глюкоза
Рис. 3.5. Ферментные электроды (по Н. Н. Угаровой, 1987).
А – ферментный электрод на основе стеклянного электрода для измерения рН:
1- металлический электрод, 2 – резиновое кольцо, 3 – полупроницаемая мембрана, 4 – слой фермента,
5 – стеклянная мембрана, проницаемая для ионов водорода, 6 – приэлектродный буферный раствор;
Б – схема электрода для определения глюкозы:
1 – катод, 2 – электрод сравнения, 3 – полупроводниковая полимерная мембрана,
Слой иммобилизованной глюкозооксидазы.
Чувствительность анализа.
Перспективным методом анализа считают также биолюминесцентный
Микроанализ на основе светлячковой и бактериальной люцифераз. Эти
Методы анализа позволяют определять, например, АТФ и НАД с чувстви-
тельностью до 10–14 М. Сопряжение люцифераз с другими ферментами,
Катализирующими протекание реакции с образованием АТФ и НАДН,
Открывают широкие возможности для создания высокоспецифичных, экс-
