Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Биология -> Тёрнер Э. -> "Биосенсоры: основы и приложения" -> 181

Биосенсоры: основы и приложения - Тёрнер Э.

Тёрнер Э., Карубе И., Уилсон Дж. Биосенсоры: основы и приложения — М.: Мир, 1992. — 614 c.
Скачать (прямая ссылка): biosensoriosnoviiprilojeniya1992.djvu
Предыдущая << 1 .. 175 176 177 178 179 180 < 181 > 182 183 184 185 186 187 .. 355 >> Следующая

Оригинальная конструкция описана в работе [28]: сенсор представляет собой
устройство в виде сосуда, через который течет кровь. Кислородные
электроды и мембраны расположены на внутренних стенках сосуда. Сенсор
включается в кровеносную систему наподобие внешнего артериовенозного
шунта для гемодиализа. Диапазон линейности отклика сенсора доходит до
концентрации глюкозы 16 ммоль/л, а время отклика составляет около 10 мин.
Сенсоры игольчатого типа обычно представляют собой микроэлектроды,
включающие платиновый стержень (анод), изолированный от внешних
хлоридсеребряных электрода сравнения и противоэлектрода. Электрод
покрывают глюкозооксидазой,
326
Глава 22
иммобилизованной в растворе носителя (например, диацетилцеллюлозы) в
летучем растворителе (например, ацетоне).
Описан также [4] (гл. 23) имплантируемый под кожу сенсор игольчатого типа
со временем отклика in vivo 2-5 мин и линейным откликом до концентрации
глюкозы 27 ммоль/л (см. раздел 22.7).
22.6. Глюкозные сенсоры: альтернативные подходы
Глюкозные сенсоры, в которых не используются ферменты, известны уже
давно. Хотя они претендуют на устранение трудностей, связанных с
гетерогенной ферментативной кинетикой, в настоящее время ни одна из этих
систем не разработана настолько, чтобы ее можно было имплантировать in
vivo.
В ряде работ [19, 36, 44] исследовали характеристики электрохимических
сенсоров прямого действия, состоящих из платиновых электродов, не
связанных с глюкозооксидазой. Сигнал генерируется в результате прямого
анодного окисления глюкозы на поверхности платинового электрода при
попеременном наложении на последний анодного и катодного потенциалов. В
биологических жидкостях избирательность таких сенсоров к глюкозе далека
от оптимальной из-за мешающего влияния эндогенных окисляемых веществ,
таких как аминокислоты, мочевина, аскорбиновая кислота, а также
экзогенных веществ, например спирта и некоторых лекарств. Подбор рабочих
потенциалов и использование внешней селективной мембраны существенно
улучшает избирательность. Дополнительной проблемой при работе с
детектором этого типа является отравление поверхности платины в
результате адсорбции глюконовой кислоты и аминокислот, что приводит к
постепенной инактивации анодного катализатора и ингибированию дальнейшего
окисления. Инактивации можно избежать, регенерируя рабочий электрод
периодическим импульсным электрохимическим окислением поверхности. Вместе
с продуктами окисления электрода на нем генерируются и десорбируются
оксидные радикалы. Нынешнее состояние электрокаталитического глюкозного
сенсора не позволяет использовать его в качестве имплантируемого прибора.
Представляет интерес сенсор [40], основанный на принципе конкуренции
глюкозы и меченного флуоресцеином полидекстрана за связывание с белком
конканавалином А, иммобилизованным на внутренней поверхности полой
диализной трубки (гл. 32). Конструкция этого аффинного сенсора включает
оптическое волокно, вставленное в диализную трубку, что позволяет
непосредственно определять несвязанный меченый декстран. Преимуществом
данного сенсора по сравнению с глюкозооксидазными сенсорами является то,
что его сигнал определяется конкурентным равновесием между глюкозой и
формирующим сигнал лигандом. Поэтому кинетика ферментативных реакций и
загрязнение электрода не влияет на величину сигнала. Оптимальной
избирательности и чувствительности такого сенсора можно достичь подбором
соответствующих связывающего белка и конкурентного лиганда; например,
можно было бы использовать специфические антитела. При использовании
сенсора in vivo его недостатками являются все еще ограниченная
стабильность и относительно большое время отклика.
Авторами [31] предложен принцип неинвазивного мониторинга глюкозы в
водянистой влаге глаза, основанный на измерении угла оптического
вращения, обуславливаемого локальной концентрацией глюкозы. Для этого,
однако, требуется довольно громоздкое оптическое оборудование, что
является серьезным недостатком при разработке портативного прибора.
В ферментном глюкозном сенсоре можно было бы использовать несколько
эндогенных ферментов, для которых глюкоза является первичным субстратом.
К ним относятся глюкозодегидрогеназа, глюкокиназа, глюкозо-6-фосфатаза и
глюкозоизо-
Глюкозпые сенсоры дня искусственной поджелудочной железы
327
мераза [53]. В случае глюкозодегидрогеназы можно контролировать
концентрацию NAD ' /NADH, используя миниатюрный волоконно-оптический
спектрометр. В настоящее время эта система разработана лишь в теории.
В этом и нескольких предыдущих разделах главы мы рассматривали глюкозный
сенсор как часть системы введения инсулина с замкнутым контуром. Основные
характеристики некоторых имплантируемых сенсоров приведены в табл. 22.2.
Таблица 22.2. Основные характеристики некоторых имплантируемых глюкозных
сенсоров
Характеристика
По данным
[6-8]
[17, 18]
[28]
[41, 42]
Тип детектора
Материал мембраны для иммобилизации фермента Методика иммобилизации
Предыдущая << 1 .. 175 176 177 178 179 180 < 181 > 182 183 184 185 186 187 .. 355 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed