3 Недели

1 мес.

30–60 с

2–4 мин.

10–2 – 5⋅10–5

до 5⋅10–4

Глюкоза Глюкозо-

оксидаза

рН-электрод

Газовый (О2)

1 Неделя

3 Недели

5–10 мин.

2–5 мин.

10–1 – 10–3

2⋅10–4

L-амино-

кислоты

Оксидаза

L-аминокислот

Pt(H2O2) 4–6 мес. 12 с 10–3 – 10–5

Спирты Алкоголь-

оксидаза

Pt(H2O2) 1 неделя 12 с 0.5 – 100 мг/ %

Пенициллин Пенициллиназа рН-электрод 2 недели 0.5–2 мин. 10–2 – 10–4

Мочевая

кислота

Уратоксидаза Pt(H2O2) 4 мес. 30 с 10–2 – 10–4

Нитрат Нитрат-

редуктаза

NH4+ 2–3 мин. 10–2 – 10–4

Нитрит Нитрит-

редуктаза

Газовый (NH3) 3–4 мес. 2–3 мин. 5⋅10–2 – 5⋅10–4

Сульфат Акрил-

сульфатаза

Pt 1 мес. 1 мин. 10–1 – 10–4

Электродный

датчик

Электродный

датчик

Найлоновая

сеточка

Диализная

мембрана

1 2 3 4

А

Б

Слой геля,

содержащего

фермент

Резиновое

кольцо

Резиновое кольцо

Фермент

Рис. 3.4. Изготовление ферментных электродов (по Дж. Вудворду, 1988).

А – с использованием физически включенных ферментов, Б – химически связанных ферментов.

120

электрода, – датчика NH3, СО2, О2, на основе которых делают ферментные

электроды для детекции мочевины, аминокислот, спирта и т.д. На рис. 3.5

показаны конструкции ферментных электродов.

Стабильность работы электродов главным образом зависит от способа

иммобилизации фермента: правильного подбора фермента и носителя,

концентрации фермента в носителе, стабильности ______применяемого датчика,

на основе которого сделан электрод, а также от условий проведения ана-

лиза и условий хранения электрода.

Эра широкого внедрения ферментных электродов в различные сферы

аналитики только начинается. Биосенсоры, помимо высокой чувствитель-

ности и быстродействия, существенно уменьшают объем анализируемых

проб, автоматизируют и упрощают схему анализа. Особенно эффективно

применение ферментных методов анализа для контроля состояния окру-

жающей среды, в пищевой и биотехнологической промышленности, в

клинической аналитике, а также в научных исследованиях. Широкие пер-

спективы открывают возможности применения мультиферментных сис-

тем, в которых один из ферментов обеспечивает специфичность реакции,

а другой – детекцию продуктов этой реакции (например, перекисей). По-

лиферментная аналитика существенно, до 10–11 – 10–14 М, увеличивает

1

2

2

1

3

3

4

5

4

6

А Б

О2

О2

О2

Н - О2 глюконовая

кислота

глюкоза

Рис. 3.5. Ферментные электроды (по Н. Н. Угаровой, 1987).

А – ферментный электрод на основе стеклянного электрода для измерения рН:

1- металлический электрод, 2 – резиновое кольцо, 3 – полупроницаемая мембрана, 4 – слой фермента,

5 – стеклянная мембрана, проницаемая для ионов водорода, 6 – приэлектродный буферный раствор;

Б – схема электрода для определения глюкозы:

1 – катод, 2 – электрод сравнения, 3 – полупроводниковая полимерная мембрана,

4 – слой иммобилизованной глюкозооксидазы.

121

чувствительность анализа.

Перспективным методом анализа считают также биолюминесцентный

микроанализ на основе светлячковой и бактериальной люцифераз. Эти

методы анализа позволяют определять, например, АТФ и НАД с чувстви-

тельностью до 10–14 М. Сопряжение люцифераз с другими ферментами,

катализирующими протекание реакции с образованием АТФ и НАДН,

открывают широкие возможности для создания высокоспецифичных, экс-

прессных и высокочувствительных методов анализа.

122