Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Биология -> Тёрнер Э. -> "Биосенсоры: основы и приложения" -> 247

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 .. 241 242 243 244 245 246 < 247 > 248 249 250 251 252 253 .. 355 >> Следующая

сенсор от анализируемого раствора тефлоновой мембраной [77]. В работе
[50] описан также метановый сенсор, который
Пьезоэлектрические преобразователи и акустические методы
447
хотя и эффективен, но, видимо, менее пригоден для мониторинга
биопревращения отходов в метан по сравнению с другими углеводородными
сенсорами [20, 22]. Во многих биологических процессах (например, в
бродильных и пищевых производствах) большое значение имеют летучие,
улавливаемые органолептически соединения, содержание которых обычно
контролируют с помощью метода газовой хроматографии-масс-спектрометрии и
других спектральных методов анализа. Можно предположить, что эти сложные
методы могли бы быть вытеснены гравиметрическими сенсорами с достаточно
селективными покрытиями. Аналогично анализу с применением ионоселективных
электродов [21] предполагается, что для улучшения практической
селективности кристаллических покрытий можно было бы проводить
многокомпонентный анализ с коррекцией на различные помехи [1].
В 1972 г. Кинг [51] предложил использовать принцип адсорбции на
поверхности пьезодатчика для анализа биологическихх жидкостей; тогда же
Ричардсон [72] описал проблемы, возникающие при реализации этой идеи на
практике. Позже [29] была предпринята попытка следить за скоростью роста
микроорганизмов по их взаимодействию с кристаллами. Эта попытка оказалась
безуспешной из-за низких скоростей роста и возможного разрушения клеток
ультразвуком. В то же время авторы [39] с помощью чувствительной
диафрагмы микрофона анализировали (с использованием техники
преобразований Фурье) шум ресничных и жгутиковых микроорганизмов,
движение которых весьма чувствительно к их энергетическому состоянию.
Наиболее серьезные затруднения в приложениях таких биосенсоров на
практике связаны с вязким демпфированием колебаний, флуктуациями
температуры среды и высокой вероятностью неспецифической адсорбции
различных частиц. Применение пьезоэлектрических кристаллов в жидкостях
активно исследовалось группой Номуры. Как и ожидалось, в растворах
изменение частоты колебаний кристалла А/ существенно зависит от плотности
р и вязкости т] раствора. В работах [63, 65] получено следующее
эмпирическое соотношение:
Д/ = яр1/2 + Ьт)113 - с,
где а, b и с-постоянные. Кроме того, резонансная частота уменьшается
также с ростом концентрации электролита и удельной проводимости раствора,
как и следовало ожидать, поскольку эти величины пропорциональны плотности
раствора. Отмечены, однако, и некоторые необычные концентрационные
эффекты [1, 61]. Так, линейная зависимость от удельной проводимости
наблюдалась в растворах фосфатов металлов с концентрацией до
приблизительно 2 мМ, когда возникали значительные отклонения от
линейности, обуславливаемые вязкостью и плотностью. При концентрациях
выше 20 мМ раствор накоротко замыкает кварцевый кристалл, что приводит к
резкому изменению резонансной частоты. Многие соединения можно определять
путем их электроосаждения на электродах. Например, иодид-ион определяли
осаждением на золотом контакте кварцевого кристалла с покрытием Pt -
Ag/AgCl [62]. Многие ионы металлов адсорбируются на поверхностях из
растворов. Так, железо(Ш), свинец(И) и алюминий(Ш) можно определять,
адсорбируя их фосфаты на тонкой стеклянной пластинке (чтобы предотвратить
электроосаждение), которая непосредственно прилегает к поверхности
кристалла (точнее, его контакта). В результате получается сенсор с
приблизительно линейной характеристикой в диапазоне концентраций от 10 до
100 мкМ [61]. Те же принципы использовали при попытке разработать
электро-гравиметрический иммуносенсор [73]. В данном случае кристаллы с
ST-срезами, генерирующие поверхностные акустические волны, помещали между
никелевыми пластинами (как в плоских конденсаторах). Перед силанизацией и
присоединением антител (IgG козла, иммунизированного антителами человека)
участки между электродами протравливали. При погружении сенсора в
буферные растворы обнаружено
448
I'лава 28
значительное снижение резонансной частоты, зависящее от объема раствора в
системе. Отклики модифицированных антителами и немодифицированных
(эталонных) кристаллов на буферный раствор должны быть одними и теми же
[53]. В действительности же они отличались, что было отнесено на счет
различий в неспецифическом связывании, поскольку эталонный сенсор не имел
белкового модификатора. Основной проблемой, однако, была недостаточная
чувствительность сенсора-для создания на его основе клинически полезного
прибора (например, гравиметрического иммуносенсора) пределы обнаружения
следовало бы улучшить примерно на три порядка. Этого, видимо, можно было
бы достичь, блокируя неспецифические центры адсорбции, увеличивая
плотность заполнения поверхности иммобилизованными антителами, проводя
иммобилизацию белка на эталонном кристалле и применяя более
чувствительные кристаллы [73]. В некоторых случаях все это действительно
приводит к заметному улучшению рабочих характеристик сенсоров (Baastians,
Предыдущая << 1 .. 241 242 243 244 245 246 < 247 > 248 249 250 251 252 253 .. 355 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

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

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed