УДК 557.152.1+53.087.9:543.553
Н. С. РОГАЛЬОВА, Т. В. КОВАЛЬЧУК, О. А. БІЛОІВАН, Я. І. КОРПАН
ЗАСТОСУВАННЯ БАГАТОШАРОВИХ ВУГЛЕЦЕВИХ НАНОТРУБОК ДЛЯ ОПТИМІЗАЦІЇ АМПЕРОМЕТРИЧНИХ ЕНЗИМОСЕНСОРІВ НА ОСНОВІ ОКСИДОРЕДУКТАЗ
Інститут молекулярної біології та генетики НАН України, Київ;
Вступ. Вуглецеві нанотрубки (ВНТ) відкрили новий напрямок у створенні біосенсорів завдяки своїм унікальним властивостям, а саме, надмалими розмірами, стабільній структурі, гарній електропровідності. Можливість модифікації ВНТ активними групами дає змогу іммобілізувати ферменти на їх поверхню, що забезпечує прямий переніс електрону від активного центру ферменту до електроду. Крім того, при включенні ВНТ до складу амперометричних біосенсорів на основі оксидоредуктаз стає можливим низькопотенціальне визначення перекису водню, що дозволяє виключити вплив інтерферентів на відгук сенсора [1].
Мета. Розробка нових амперометричних біосенсорів на основі триелектродних транзисторів, виготовлених методом трафаретного друку, C220AT («золоті електроди») («DropSens», Іспанія) та іммобілізованих оксидоредуктаз, а саме, глюкозооксидази (ГОД) (EC 1.1.3.4) та холіноксидази (ХОД) (EC 1.1.3.17) для визначення глюкози чи холіну. Дослідження впливу багатошарових вуглецевих нанотрубок (БВНТ) у складі біоселективних мембран на аналітичні характеристики біосенсорів. Оптимізація складу біоселективних мембран, аналітичних характеристик біосенсорів та умов проведення вимірювань кожного з субстратів.
Методи. Для іммобілізації ферментів випробовані методи: а) включення в білковий гель у випарах глутарового альдегіду (ГА), б) карбодіімідний метод, в) електрополімерізація у полі (3.4-етилендіокситіофен)і. Вивчення вольтамперних характеристик електродів та вимірювання амперометричного сигналу здійснювали за допомогою приладу ?Stat 200 («DropSens», Іспанія).
Результати. Розроблено та оптимізовано метод іммобілізації ГОД та ХОД разом з БВНТ, модифікованими аміногрупами, на поверхню золотих електродів. БВНТ-NH2 (2 мг/мл) були суспендовані за допомогою ультразвукової обробки (30 хв.) у водному розчині полівінілпірролідону (ПВП) (100 мг/мл). Для іммобілізації 1,7 мкл мембранної суміші (0.05% ферменту, 6% БСА, 2% БВНТ-NH2 та 5% гліцерину у 25 мМ фосфатному буфері pH 7.0) наносили на поверхню робочого електроду та інкубували у випарах ГА протягом 40 хв. Проведено порівняльний аналіз характеристик біосенсорів на основі ГОД та ХОД, іммобілізованих різними методами. Визначені оптимальні умови роботи біосенсорів.
Висновки. Включення БВНТ-NH2 до складу біоселективної мембрани призводить до поліпшення аналітичних характеристик біосенсорів: збільшення величини сигналу, розширення лінійного діапазону визначення субстрату, а також, з''являється можливість проведення вимірювань у широкому діапазоні робочих потенціалів.
[1] Joseph Wang Carbon-Nanotube Based Electrochemical Biosensors: A Review // Electroanalysis. – 2005. – 17, № 1. – P. 7-14.