Биосенсоры: основы и приложения - Тёрнер Э.
Скачать (прямая ссылка):
стационарного сигнала в таких случаях может быть слишком велико.
Как показали опыты на бодрствующих крысах с внешним кровяным шунтом,
такие мембраны в принципе пригодны для определения глюкозы in vivo [17],
однако значения их сигналов относительно малы (от 1 до 10 мкА-М-1 мм2), а
времена отклика иногда слишком велики (от 0,4 до 3 мин). Проводятся опыты
по созданию глюкозных сенсоров, градуировочный график для которых также
линеен при высоких концентрациях глюкозы, но с большей амплитудой
выходного сигнала и меньшими временами отклика.
35.5. Выводы
Достоверное описание любого сенсора и особенно биосенсоров, например
ферментных электродов, предполагает большое число анализов с линейными и
воспроизводимыми результатами, а также обработку соответствующих
стационарных и динамических сигналов. Фактически с одной и той же
реконструированной коллагеновой мембраной за период до четырех месяцев
подряд при рабочей температуре 30 °С и хранении ее при комнатной
температуре было проведено несколько тысяч анализов на глюкозу [14].
Постановка такого большого числа опытов была бы невозможной без
автоматизации как при введении в сенсор от 10 до 50 добавок стандартного
раствора глюкозы, так и при детектировании стационарных сигналов и их
статистической обработки. В этой главе описаны две различные установки
для такой автоматизации ферментных сенсоров. С одной стороны, все
указанные функции выполняет простой программируемый калькулятор, причем с
точностью нередко лучшей, чем достигается в обычных опытах с
использованием диаграммного самописца. С другой стороны, значительный
интерес может представлять хранение всей кривой отклика сенсора и
последующий анализ ее формы - ситуация, когда увеличение концентрации
субстрата происходит постепенно, часто встречается в промышленных и
клинических условиях. Вторая установка с микрокомпьютером и серийными
платами позволяет как собирать данные и выводить их на дисплей высокого
разрешения, так и проводить разного рода обработку данных. В настоящее
время эта установка используется в нашей лаборатории для сравнения
основных аналитических параметров различных ферментных мембран и ячеек, а
также для записи и обработки результатов анализов, проводимых с помощью
глюкозных сенсоров in vivo на бодрствующих животных, находящихся в
различных физиологических состояниях [17].
Благодарность
Авторы выражают благодарность за финансовую поддержку Caisse Nationale de
l'Assurance Maladie des Travailleurs salaries (Франция), грант CNAMTS-
INSERM 85.3.54.8.E, National Institute of Health (США), грант AM30718,
Association des Jeunes Diabetiques (Париж, Франция).
Использование микропроцессоров
567
ЛИТЕРАТУРА
1. Dubois С. Electrochemical characterization of membranes used in enzyme
electrodes. Research report, Universite Paris-Val de Marne, 1984, 42 pp.
2. De Laforcade V. Study of a table set-up for glucose determination with
an enzyme-based electrode. Research report, Universite Paris-Val de
Marne, 1980, 106 pp.
3. Jaenchen М., Scheller F., Pfeiffer D" Pittelkow R., Wiegand P.,
Nentwig J. GKM 01: a new measuring instrument for glucose using enzyme
electrodes. Z. Med. Laboratoriumsdiagn., 23(1), 39-42 (1982).
4. Kawana S., Nihira K., Miyashiro H., Takada Y. Analyzer using
immobilized enzymes. Jpn. Kokai Tokyo Koho JP 55/10523 (80/10523), 25 Jan
1980, 3 p. Appl. or Pr. 78/83098, 10 Jul 1978.
5. Kernevez J. P., Konate L., Romette J. L. Determination of substrate
concentrations by a computerised enzyme electrode. Biotechnology and
Bioengineering, 25, 845-55 (1983).
6. Kyoto Daiichi Kagaku К. K. Apparatus for automatic and continuous
analysis of blood. Patent Belg. BE 892964 Al, 16 g 1982, 50 p. Appl.
2079, 26 Apr 1982; JP Appl. 81/63160, 24 Apr 1981; JP Appl. 81/150924, 9
Oct 1981.
7. Mitsubishi Rayon Co. Ltd. Automatic electrode apparatus for
determination of biological components. Jpn. Kokai Tokyo Koho JP
58/135950 A2 (83/135950), 12 g 1983, 4 p., Appl. 82/18477, 8 Feb 1982.
8. Skogberg D., Richardson 71, Blasczyk T. Automatic sampling and
monitoring of potentiometric electrodes: steady-state response by first
and second derivative techniques. Anal. Chem., 51(12), 2054-7 (19791.
9. Sternberg R., Apoteker A., Thevenot D. R. Trace glucose electrode for
clinical, food and environmental determinations. In Analytical chemistry
symposia Series, vol. 2 (ed. W. F. Smith), pp. 461-473. Elsevier,
Amsterdam, 1980.
10. Sternberg R., Tallagrand Т., Thevenot D. R. Experimental and
theoretical studies of enzymatic membranes used in enzyme electrodes.
Communication to the Electroanalysis International Symposium, Cardiff
(Great Britain), 1983, Abstract no. 82.
11. Sternberg R" Tallagrand Т., Thevenot D.R. Enzymatic membranes used in
enzyme-based electrodes. Communication to 1st National colloquium of the
French Bioelectrochemistry Group, Port-Leucate (France), 1983, abstract
n. 24, pp. 93-96.
12. Tallagrand T" Grunberg М., Thevenot D.R. Microcomputers for specific
