Биосенсоры: основы и приложения - Тёрнер Э.
Скачать (прямая ссылка):
12. D'Costa E. J., Higgins I. J., Turner A. P. F. Quinoprotein glucose
dehydrogenase and its application in an amperometric glucose sensor.
Biosensors, 2, 71-87 (1986).
13. Deeming A.J. Mononuclear iron compounds with hydrocarbon ligands. In
Comprehensive organo-metallic chemistry (eds. G. Wilkinson, F. G. A.
Stone, E. W. Abel), vol. 4, pp. 377-512. Pergamon, Oxford, 1982.
14. Dicks J., Aston W.J., Davis G., Turner A.P.F. Mediated amperometric
biosensors for D-galactose, glycolate, and L-amino acids based on a
ferrocene-modified carbon electrode. Anal. Chim. Acta, 182, 103-12
(1986).
15. Eddowes M.J., Albery W.J., Hill H.A.O., Hillman A.R. Mechanism of the
reduction and oxidation reaction of cytochromes at a modified gold
electrode. J. Am. Chem. Soc., 103, 3904-10 (1981).
16. Gibson Q.H., Hastings J. W. The oxidation of reduced flavin
mononucleotide by molecular oxygen. Biochem. J" 83, 368-77 (1962).
17. Green M. J., Davis G., Hill H.A.O. Creatine kinase assay using an
enzyme electrode. J. Biomed. Eng., 6, 176-7 (1984).
18. Hill H.A.O., Walton N.J. Investigation of some intermolecular
electron transfer reactions of cytochrome с by electrohemical methods. J.
Am. Chem. Soc., 104, 6515-19 (1982).
19. Kuwana Т., Szentrimay R., Yeh R. Evaluation of mediator titrants for
indirect coulometric titrations of biocomponents. Am. Chem. Soc. Symp.
Ser., 38, 143-58 (1977).
20. Merz A., Bard A. J. A stable surface modified platinum electrode
prepared by coating with electroactive polymer. J. Am. Chem. Soc., 100,
3222-3 (1978).
21. Morton R.A., Overnell J., Harbury H.A. Electron transfer between
cytochromes с from horse and
pseudomonas. J. Biol. Chem., 245, 4653-7 (1970).
22. Murray R.W. Chemically modified electrodes. Acc. Chem. Res., 13, 135
-41 (1980).
23. Nichoison R.S., Shain I. Theory of stationary electrode polarography.
Anal. Chem., 36, 706-23 (1964).
24. Romette J.L., Boitieux J.L. Computerised enzyme electrodes. J.
Biomed. Eng., 6, 171-4 (1984).
25. Ryan M. D., Wilson G. S. Some considerations in
spectroelectrochemical evolution of homogeneous electron transfer
involving biological molecules. Anal. Chem., 47, 885-90 (1975):
26. Shichiri М., Kawamori R., Hakia N" Yamasaki Y" Abe H. Wearable-type
artificial endocrine pancreas with needle-type glucose sensor. Lancet, 2,
1129-31 (1982).
27. Shichiri M. Closed loop glycemic control with a wearable artificial
endocrine pancreas. Diabetes, 33, 1200-2 (1984).
28. Weibcl M.K., Duke R.F., Page D.S., Bulgrin V.G., Luthy J. The
glucose oxidase mechanism: enzyme
activation by substrate. J. Am. Chem. Soc., 91, 3904-9 (1969).
Глава 15
Перенос электрона от биологических молекул на электроды
М. Ф. Кардози, Э. П. Ф. Тернер
15.1. Введение
В последнее десятилетие наблюдается огромный интерес к разработке дешевых
надежных биосенсоров как клинического, так и промышленного назначения.
Один из способов достижения этой цели заключается в объединении
биологического катализатора с электрохимическим датчиком, в результате
чего получается устройство, одновременно специфичное и простое в
обращении. Кроме того, сенсоры на основе электрохимических датчиков
обеспечивают наиболее прямой способ преобразования концентрации
анализируемого вещества в электрический сигнал, и их легко подключить к
следящим и контролирующим электрическим схемам [48].
Простейший ферментный электрод включает находящийся в непосредственной
близости к активной поверхности преобразователя тонкий слой фермента (или
ферментов), подходящий электрод сравнения и цепь для измерения либо
разности потенциалов между двумя электродами (потенциометрия), либо
протекающего между ними тока (амперометрия)*. Обычно электрод покрывают
мембраной, которая служит для защиты его от загрязнения и/или благодаря
которой происходит распределение частиц на границе раздела фаз. При
измерениях ферментный электрод просто погружают в раствор, содержащий
определяемое вещество, и считывают стационарный ток или потенциал. Для
амперометрического электрода амплитуда сигнала и концентрация связаны
линейной зависимостью; для потенциометрического электрода-
логарифмической.
В потенциометрическом ферментном электроде чувствительный элемент
действует подобно батарее, генерирующей разность потенциалов, которую
измеряют относительно электрода сравнения в условиях нулевого тока. При
этом отсутствует расход вещества, и, следовательно, массоперенос не имеет
особого значения, что, конечно, является преимуществом. Такие сенсоры,
однако, имеют и два серьезных недостатка: во-первых, точную информацию о
концентрации анализируемого вещества в растворе можно получить, только
если на поверхности электрода устанавливается локальное термодинамическое
равновесие. Для этого необходимо, чтобы электродные процессы были
быстрыми, со стандартной электрохимической константой скорости больше
10"2 см-с'1 [2]. Это существенно ограничивает число систем, которые можно
