Використання силікаліту для покращення адсорбції ферменту на поверхні перетворювачів з нержавіючої сталі
DOI:
https://doi.org/10.7124/bc.0008C1Ключові слова:
іммобілізація ферментів, силікаліт, глюкозооксидаза, кондуктометричний перетворювач, біосенсорАнотація
Мета. Покращення аналітичних характеристик ферментних біосенсорів на основі нових недорогих перспективних електродів з нержавіючої сталі за допомогою наночастинок силікаліту. Методи. Використано кондуктометричний біосенсор з іммобілізованою глюкозооксидазою як біоселективним елементом та сталеві електроди як перетворювачі. Результати. Застосовано і порівняно три методи іммобілізації глюкозооксидази (ГО) на поверхні датчиків: адсорбція ГО на модифікованій частинками силікаліту поверхні електрода; поперечне зшивання ГО з глутаровим альдегідом (ГА) без використання силікаліту; сорбція ГО на модифікованому силікалітом електроді у комбінації з поперечним зшиванням з ГА. Біосенсори з ферментами, іммобілізованими на поверхні сталевого електроду за рахунок сорбції на шарі силікаліту у комбінації з поперечним зшиванням з ГА, мають в 12–25 разів вищу чутливість порівняно з іншими біосенсорами. Ця ж група біосенсорів характеризується високою відтворюваністю сигналів між різними партіями (відносне стандартне відхилення (ВСВ) становить 18 %), а також відтворюваністю в одній партії з ВСВ 7 %. Таким біосенсорам притаманна висока стабільність при зберіганні (втрата лише 29 % від первинного сигналу після 18 днів зберігання). Висновки. Показано, що використання частинок силікаліту поряд з методом поперечного зшивання з ГА значно підвищує сорбцію ферментів на поверхні датчиків з нержавіючої сталі під час іммобілізації, а також покращує аналітичні параметри біосенсорів. Цей метод іммобілізації ферментів може бути застосований для подальшого удосконалення роботи біосенсорів.Посилання
Brady D, Jordaan J. Advances in enzyme immobilisation. Biotechnol Lett. 2009;31(11):1639-50.
Mintova S, Gilson JP, Valtchev V. Advances in nanosized zeolites. Nanoscale. 2013;5(15):6693-703.
Valdes MG, Perez-Cordoves AI, Diaz-Garcia ME. Zeolites and zeolite-based materials in analytical chemistry. Trends Analyt Chem. 2006;25(1):24–30.
Walcarius A, Barbaise T, Bessiere J. Factors affecting the analytical applications of zeolite-modified electrodes preconcentration of electroactive species. Anal Chim Acta. 1997;340(1–3):61–76.
Dai Z, Liu S, Ju H. Direct electron transfer of cytochrome c immobilized on a NaY zeolite matrix and its application in biosensing. Electrochim Acta. 2004;49(13):2139–44.
Dai Z, Ju H. Bioanalysis based on nanoporous materials. Trends Analyt Chem. 2012;39:149–62.
Muresan LM. Zeolite-modified electrodes with analytical applications. Pure Appl Chem. 2010;83(2):325–43.
Soldatkin AP, Dzyadevych SV, Korpan YI, Sergeyeva TA, Arkhypova VN, Biloivan OA, Soldatkin OO, Shkotova LV, Zinchenko OA, Peshkova VM, Saiapina OY, Marchenko SV, El'skaya AV. Biosensors. A quarter of a century of R&D experience. Biopolym Cell. 2013; 29(3):188-206.
Soldatkin OO, Ozansoy Kasap B, Akata Kurc B. Elaboration of new method of enzyme adsorption on silicalite and nano beta zeolite for amperometric biosensor creation. Biopolym Cell. 2014; 30(4):291-8.
Saiapina OY, Pyeshkova VM, Soldatkin OO, Melnik VG, Kur? BA, Walcarius A, et al. Conductometric enzyme biosensors based on natural zeolite clinoptilolite for urea determination. Mater Sci Eng C. 2011;31(7):1490-7.
Soldatkin OO, Soy E, Errachid A, Jaffrezic-Renault N, Akata B, Soldatkin AP, et al. Influence of composition of zeolite/enzyme nanobiocomposites on analytical characteristics of urea biosensor based on ion-selective field-effect transistors. Sen Lett. 2011;9(6):2320-6.
Kirdeciler SK, Soy E, Ozt?rk S, Kucherenko I, Soldatkin O, Dzyadevych S, Akata B. A novel urea conductometric biosensor based on zeolite immobilized urease. Talanta. 2011;85(3):1435-41.
Soy E, Arkhypova V, Soldatkin O, Shelyakina M, Dzyadevych S, Warzywoda J, et al. Investigation of characteristics of urea and butyrylcholine chloride biosensors based on ion-selective field-effect transistors modified by the incorporation of heat-treated zeolite Beta crystals. Mater Sci Eng C. 2012;32(7):1835-42.
Balal K, Mohammad H, Bahareh B, Ali B, Maryamc H. Mozhgan Z Zeolite nanoparticle modified carbon paste electrode as a biosensor for simultaneous determination of dopamine and tryptophan. Journal of the Chinese Chemical Society. 2009; 56(4):789-96.
Azizi SN, Ranjbar S, Raoof JB, Hamidi-Asl E. Preparation of Ag. NaA zeolite modified carbon paste electrode as a DNA biosensor. Sens Actuators B Chem. 2013;181:319-25.
Goriushkina TB, Kurc BA, Sacco A, Dzyadevych SV. Application of zeolites for immobilization of glucose oxidase in amperometric biosensors. Sens Electron and Microsyst Technol. 2010; 1(7)N1:36-42.
Nenkova R, Wu J, Zhang Y, Godjevargova T. Influence of different nanozeolite particles on the sensitivity of a glucose biosensor. Anal Biochem. 2013;439(1):65-72.
Kucherenko IS, Soldatkin CO, Soy E, Kirdeciler K, ?zt?rk S, Akata B, Jaffrezic-Renault N, Soldatkin AP, Dzyadevych SV. Effect of different modifications of BEA-zeolites on operational characteristics of conductometric biosensor. Mater Sci Eng C Mater Biol Appl. 2012;32(6):1648-53.
Matsishin NJ, Pyeshkova VN, Melnyk VG, Kukla AL, Mamykin AV, Semenycheva LN, Dzyadevych SV, Soldatkin AP. Influence of characteristics of the system thin film transducer - buffer solution on conductometric biosensor functionality. Sensor Electronics and Microsystem Technologies. 2013; 10(2):73-83.
Ramachandran CE, Chempath S, Broadbelt LJ, Snurr RQ. Water adsorption in hydrophobic nanopores: Monte Carlo simulations of water in silicalite. Microporous Mesoporous Mater. 2006;90(1-3):293-8.
