Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Биология -> Тёрнер Э. -> "Биосенсоры: основы и приложения" -> 87

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 .. 81 82 83 84 85 86 < 87 > 88 89 90 91 92 93 .. 355 >> Следующая

собой важное средство диагностики. Ниже приведены примеры его применения.
На рис. 12.4 показаны типичные зависимости j от sm, графики Хэйнеса и
зависимости у(р), рассчитанные по уравнению (12.20) для различных
значений /с(1Е/7с(. Интересно, что в случае, когда единственной
скоростьопределяющей стадией является транспорт субстрата через мембрану,
график зависимости потока от концентрации субстрата имеет отчетливый
излом. Это связано с тем, что в этих условиях ни один из двух
скоростьопределяющих процессов (транспорт субстрата или цикл превращений
фермента в условиях насыщения) не зависит от внутренней концентрации
субстрата л". Следовательно, поток просто ограничен более медленным из
этих двух процессов.
В данном разделе мы рассмотрели случаи, когда отсутствует ингибирование
процесса продуктом реакции. В работе [2] описаны эффекты, связанные с
ингибированием этого типа, и обсуждаются различные виды графиков,
используемых для диагностики в подобных случаях.
12.7. Выбор между чувствительностью электрода и концентрационным
диапазоном
После того, как определены кинетические параметры и идентифицирована
скорость-определяющая стадия, оптимизировать конструкцию ферментного
электрода существенно легче. Одной из важнейших конструктивных
характеристик ферментного электрода является степень проницаемости
мембраны для субстрата. Сделать транспорт субстрата через мембрану
скоростьопределяющей стадией выгодно по двум причинам. Во-первых, при
этом функция электрода определяется параметрами переноса субстрата в
мембране, не зависит ни от кинетики ферментативных реакций, ни от
электрохимических процессов (что хорошо, поскольку данные о кинетике не
всегда надежны). Во-вторых, расширяется диапазон концентраций, в котором
выполняется электродная функция. Если лимитирующей является скорость
ферментативного процесса, то фермент насыщается при концентрации
субстрата, лишь немного большей Км. Однако, если процесс лимитируется
скоростью транспорта, то линейную зависимость тока от концентрации можно
получить и при концентрациях субстрата, значительно превышающих Км.
Влияние проницаемости мембраны на аналитическую функцию ферментного
элект-
- Ро ^MF.
(12.21)
и
^кат eY. L/K-M - Ро кМЕ/(р0 1)
(12.22)
160
Глава 12
[iСубстрат] /Км
Рис. 12.5. Теоретические зависимости, показывающие влияние проницаемости
мембраны на ток ферментного электрода с увеличением концентрации
субстрата. 1 скоростьопределяющей является ферме}1тативная реакция;
2, 3-проницаемость мембраны последовательно уменьшается.
рода иллюстрируется рис. 12.5. На этом рисунке различные кривые
соответствуют мембранам с разной проницаемостью. Кривая 1 описывает
случай высокопроницаемой мембраны, когда скоростьопределяющим является
ферментативный процесс. Кривые 2 и 3 отвечают случаям, в которых
транспорт субстрата через мембрану все более замедляется, и при низких
концентрациях эта стадия определяет скорость всего процесса. Положения
изломов на этих кривых указывают на последовательно возрастающие значения
константы Михаэлиса для ферментного электрода. Естественно, что чем толще
мембрана, тем меньше ток при низких концентрациях. Поэтому если важна
прежде всего высокая чувствительность, то лучше использовать как можно
более проницаемую мембрану. Но, если измеряемый ток избыточно велик, то
имеет смысл использовать мембрану, транспорт через которую становится
лимитирующей стадией. До сих пор в своей работе мы использовали мембрану,
вырезанную из диализной трубки. В дальнейшем все большее значение будет
иметь оптимизация электродов путем подбора соответствующих мембран.
12.8. Электроды на основе проводящих органических солей
Мы исследовали ряд различных проводящих органических солей на предмет
использования их в ферментных электродах [7]. Входящие в состав этих
солей доноры и акцепторы электронов приведены ниже. Многие проводящие
органические соли впервые были синтезированы Мелби и сотр. [24, 25], а их
электрохимические свойства изучены в работах [19, 20]. Почти все
полученные нами соли проявляют электрохимическую активность по отношению
к глюкозооксидазе. Это открытие несколько удивило нас, поскольку мы
полагали, что для эффективного переноса электрона взаимодействие между
поверхностью и ферментом должно быть достаточно специфическим. На
Амперометрические ферментные электроды
161
самом деле.оказалось, что эти материалы являются хорошими
электрокатализаторами для различных флавопротеинов. Причина такой
универсальности обсуждается ниже.
Доноры -S. Д
•s' 4S-
TTF
'СХЭ
сн3
F|e

Fc+
Cu(DPA)
(CH3CH2)3N + H
TEA+
Акцепторы
NC
NC
xx
TCNQ
CN
CN
no2
DTF
Предварительное исследование показало, что для обеспечения оптимальных
фоновых токов и диапазона напряжений наилучшими материалами являются соли
TCNQ с TTF+, NMP+ и Q+. Поэтому мембранные электроды изготовляли на
основе именно этих трех солей. На рис. 12.6 приведены типичные токи таких
электродов, измеренные при постепенном увеличении концентрации глюкозы во
Предыдущая << 1 .. 81 82 83 84 85 86 < 87 > 88 89 90 91 92 93 .. 355 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

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

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed