Биосенсоры: основы и приложения - Тёрнер Э.
Скачать (прямая ссылка):
уменьшению влияния матрицы сыворотки крови.
Ионоселективные электроды также можно приспособить для иммуноанализа.
Китинг и Рехнитц [11] описали метод потенциометрического ионофорного
модуляционного иммуноанализа (ПИМИА) для определения антител (рис. 4.2,
а). В этом методе соответствующий антиген связывают с калийселективным
ионофором, например, дгл-дибензо-18-краун-6 или бензо-15-краун-5.
Полученный ионофор-антигенный комплекс иммобилизуют в поливинилхлоридной
пленке, содержащей пластификатор, которую закрепляют в качестве мембраны
в корпусе обычного ионоселективного электрода. После сборки электрод
выдерживают в растворе с постоянной концентрацией калия и измеряют
фоновый потенциал. Добавление антитела приводит к связыванию антигенной
части антиген-ионофорного комплекса на границе раздела мембрана-раствор.
При этом потенциал электрода изменяется пропорционально концентрации
антитела. Метод ПИМИА используют для определения антител к дигоксину
(рис. 4.2, б). Его основным недостатком является необходимость
интенсивного диализа проб для удаления посторонних ионов, поскольку
электрод может работать только при фиксированной концентрации калия. Это
приводит к относительно большим объемам исследуемых растворов (1-3 мл
сывороток) и большой продолжительности диализа, вследствие чего ждать
результатов анализа приходится довольно долго.
Те же авторы позднее [12] разработали другой метод определения дигоксина,
также с использованием С02-электрода. В этом методе используют
полистироловые шарики,
Рис. 4.2. а: Схема потенциометрического ионофорного модуляционного
иммуноанализа; 1 - поливинилхлоридная мембрана, содержащая дигоксин-
ионофорный комплекс; 2-10 мМ раствор КС1; 3 - пластификатор; 4-антитела к
дигоксину. б: Конкурентное связывание дигоксина при постоянной
концентрации антитела [11].
покрытые дигоксином, и проводят конкурентную реакцию последнего с
антителами к дигоксину, меченному пероксидазой хрена. Суть метода
схематически изображена на рис. 4.3, а. Шарики можно отцентрифугировать и
затем провести на них ферментативную реакцию между пирогаллолом и
пероксидом водорода с образованием С02, детектируемого электрохимически.
В этом методе гетерогенного иммуноферментного
64
Глава 4
анализа не используется ингибирование ферментативной активности.
Увеличение концентрации свободного дигоксина приводит к уменьшению
заполнения поверхности полистирольных шариков ферментной меткой и к
снижению скорости образования С02. Метод чувствителен к пикомолярным
концентрациям дигоксина (см. рис. 4.3, б), но, к сожалению, все еще
является медленным.
В заключение отметим, что область электрохимического иммуноанализа еще
очень молода. Наиболее обещающие результаты как в амперометрических, так
и в потенциометрических иммуноаналитических методах, очевидно,
достигались в тех случаях,
• • • Дигоксин
Антитело к дигоксину с меткой пероксидазы хрена
а
со2
г,о,
6
4h
7
Ю Юг 104 Ю*
Дигоксин, нг
Новые подходы в хшктрохимическом иммупоапа.ш'зе
65
когда метод разрабатывали с учетом специфических требований
электрохимического детектирования, а не приспосабливали существующий
иммуноферментный метод анализа к электрохимическому детектору. Это
достаточно хорошо иллюстрируют приведенные в разделах 4.3 и 4.5 примеры
использования антигенов, меченных электроактивными частицами, и
комбинирования ферментного иммуноанализа с СО,- или NН^-электродами. Хотя
в лабораторных условиях демонстрация иммуносенсоров вполне возможна, их
широкое внедрение все еще связано со значительными трудностями.
ЛИТЕРАТУРА
1. Aizawa М., Morioka A., Suzuki S., Nagamura Y. Enzyme immunosensor,
III. Amperometric determination of human chorionic gonadotropin by
membrane bound antibody. Anal. Biochem., 94, 22-8 (1979).
2. Aizawa M" Suzuki S. Chemical amplification in biosensors. Jap. J. App.
Phys., 21, Supplement 21-1, 219-23 (1982).
3. Doyle M.J., Halsall H.B., Heineman W.R. Heterogenous immunoassay for
serum proteins by differential pulse anodic stripping voltammetry. Anal.
Chem., 54, 2318-22 (1982).
4. Doyle M.J. Enzyme-linked immunoabsorbent assay with electrochemical
detection for a,-acid glycoprotein. Anal. Chem., 56, 2355-60 (1984).
5. Eggers H. М., Halsall H. B" Heineman W. R. Enzyme immunoassay with
flow amperometric detection of NADH. Clin. Chem., 28, 1848-51 (1982).
6. Fonong T" Rechnitz G.A. Homogeneous potentiometric enzyme immunoassay
for human immunoglobulin G. Anal. Chem, 56, 2586-90 (1984).
7. Gebauer C. R., Rechnitz G. A. Deaminating enzyme labels for enzyme
immunoassays. Anal. Biochem, 124, 338-48 (1982).
8. Heineman W. R., Anderson C. W., Halsall В. H. Immunoassay by
differential pulse polarography. Science, 204, 865-6 (1979).
9. Itagaki H., Hakoda Y., Suzuki Y.. Haga M. Drug sensor: an enzyme
immunoelectrode for theophylline. Chem. Pharm. Bull, 31, 1283 8
(1983).
10. Janata J. An immunoelectrode. JACS, 97, 2914 -6 (1975).
11. Keating M.Y., Rechnitz G.A. Potentiometric digoxin antibody
