Biopolym. Cell. 2004; 20(4):331-336.
http://dx.doi.org/10.7124/bc.0006B8
Молекулярна та клітинна біотехнології
Визначення глікоалкалоїдів картоплі кондуктометричними сенсорами на основі бутирилхолінестерази
1Назаренко О. А., 1Солдаткін О. П., 2Мартле К., 1Корпан Я. І.
  1. Інститут молекулярної біології і генетики НАН України
    Вул. Академіка Заболотного, 150, Київ, Україна, 03680
  2. Центральна школа Ліона IFoS UMR 5621,
    B. P. 163, F-69134 Ecully Cedex, Франція

Abstract

При створенні біосенсора, чутливого до стероїдних гліко­алкалоїдів, застосовано кондуктометричний планарний елект­род як перетворювач і бутирилхолінестеразу (БуХЕ) як чут­ливий елемент. Соланін, чаконін та соланідин визначали в діапазоні концентрацій 0,2—100 мкМ залежно від типу алка­лоїду. Мінімальні концентрації, які визначаються за допомо­гою біосенсора, становлять 0,2 мкМ для чаконіну та 0,5 мкМ для соланіну/соланідину. Відносні стандартні внутрішньо- та міжсенсорні похибки складали 1,5 та 5 % відповідно. Крім того, той самий сенсор з іммобілізованим ферментом після відмивання в буфері можна багаторазово використовувати (щонайменше 100 вимірів) та зберігати за кімнатної темпе­ратури без суттєвого зменшення активності іммобілізо­ваного ферменту протягом місяця. Доведено, що всі дослід­жені речовини конкурентно та оборотно пригнічують кінську БуХЕ, іммобілізовану на поверхні перетворювача. При до­слідженні спільної дії α-соланіну та α-чаконіну додаткового пригнічення БуХЕ не спостерігалося. Обговорюється мож­ливість застосування розробленого біосенсора для кількісного визначення загальної фракції стероїдних глікоалкалоїдів у хар­чових продуктах та деяких біологічних зразках.
Повний текст: (PDF, англійською)

References

[1] (1992) FAQ Production Yearbook, 46. Food and agricultural organization of the United Nations.-Rome
[2] Smith, D.B., Roddick, J.G., Jones, J.L. Potato glycoalkaloids: Some unanswered questions (1996) Trends in Food Science and Technology, 7 (4), pp. 126-131.
[3] Morris, S.C., Lee, T.H. The toxicity and teratogenicity of Solanaceae glycoalkaloids, particularly those of the potato (Solanum tuberosum): A review (1984) FOOD TECHNOL. AUST., 36 (3), pp. 118-124.
[4] Slanina, P. Solanine (glicoalkaloids) in potatoes: Toxicological evaluation (1990) Food and Chem. Toxicol., 28 (11), pp. 578-579.
[5] Nigg, H.H., Beler, R.C. Evaluation of food for potential toxicants (1995) R. C. Amer. Soc. Plant Physiol., 15, pp. 192-201.
[6] Friedman, M., McDonald, G.M. Potato Glycoalkaloids: Chemistry, Analysis, Safety, and Plant Physiology (1997) Critical Reviews in Plant Sciences, 16 (1), pp. 55-132.
[7] Blankemeyer, J.T., Atherton, R., Friedman, M. Effect of potato glycoalkaloids alpha-chaconine and alpha-solanine on sodium active transport in frog skin (1995) Journal of Agricultural and Food Chemistry, 43 (3), pp. 636-639.
[8] (1999) Report of National Institute of Environmental Health Sciences (USA), p. 200. New York
[9] Hellenas, K.-E., Nyman, A., Slanina, P., Loof, L., Gabrielsson, J. Determination of potato glycoalkaloids and their aglycone in blood serum by high-performance liquid chromatography. Application to pharmacokinetic studies in humans (1992) Journal of Chromatography - Biomedical Applications, 573 (1), pp. 69-78.
[10] Zhao, J., Camire, M.E., Bushway, R.J., Bushway, A.A. Glycoalkaloid content and in vitro glycoalkaloid solubility of extruded potato peels (1994) Journal of Agricultural and Food Chemistry, 42 (11), pp. 2570-2573.
[11] Parnell, A., Bhuva, V.S., Bintcliffe, E.J.B. The glycoalkaloid content of potato varieties (1984) J. Nat. Inst. Agr. Bot., 16, pp. 535-541.
[12] Clement, E., Verbist, J.F. Determination of solanine in Solanum tuberosum (1989) Lebensmitt.-Wiss. + Technol., 13, pp. 202-206.
[13] Ferreira, F., Moyna, P., Soule, S., Vazquez, A. Rapid determination of solanum glycoalkaloids by thin-layer chromatography scanning (1993) Journal of Chromatography, 653 (2), pp. 380-384.
[14] Herb, S.F., Fitzpatrick, T.J., Osman, S.F. Separation of potato glycoalkaloids by gas chromatography (1975) Journal of Agricultural and Food Chemistry, 23 (3), pp. 520-523.
[15] Chen, S., Derrick, P.J., Mellon, F.A., Price, K.R. Analysis of glycoalkaloids from potato shoots and tomatoes by four-sector tandem mass spectrometry with scanning-array detection: Comparison of positive ion and negative ion methodse (1994) Analytical Biochemistry, 218 (1), pp. 157-169.
[16] Hellenas, K.-E., Branzell, C. Liquid Chromatographic Determination of the Glycoalkaloids alpha-Solanine and alpha-Chaconine in Potato Tubers: NMKL Interlaboratory Study (1997) Journal of AOAC International, 80 (3), pp. 549-554.
[17] Sotelo, A., Serrano, B. High-performance liquid chromatographic determination of the glycoalkaloids alpha-solanine and alpha-chaconine in 12 commercial varieties of Mexican potato (2000) Journal of Agricultural and Food Chemistry, 48 (6), pp. 2472-2475.
[18] Simonovska, B., Vovk, I. High-performance thin-layer chromatographic determination of potato glycoalkaloids (2000) Journal of Chromatography A, 903 (1-2), pp. 219-225.
[19] (1997) Monoclonal antibodies to potato, tomato and eggplant glycoalkaloids and assays for the same. Pat. USA. US 5614408, L. H. Stanker, C. K. Holtzapple Publ
[20] Plhak, L.C. Enzyme immunoassay for potato glycoalkaloids (1992) Journal of Agricultural and Food Chemistry, 40 (12), pp. 2533-2540.
[21] Korpan, Y.I., Volotovsky, V.V., Martelet, C., Jaffrezic-Renault, N., Nazarenko, E.A., El'skaya, A.V., Soldatkin, A.P. A novel enzyme biosensor for steroidal glycoalkaloids detection based on pH-sensitive field effect transistors (2002) Bioelectrochemistry, 55 (1-2), pp. 9-11.
[22] Arkhypova, V.N., Dzyadevych, S.V., Soldatkin, A.P., El'skaya, A.V., Martelet, C., Jaffrezic-Renault, N. Development and optimisation of biosensors based on pH-sensitive field effect transistors and cholinesterases for sensitive detection of solanaceous glycoalkaloids (2003) Biosensors and Bioelectronics, 18 (8), pp. 1047-1053.
[23] Shutga, A.A., Netchiporouk, L.I., Sandrovsky, A.K., Abalov, A.A., Frolov, O.S., Kononenko, Y.G., Maupas, H., (...), Martelet, C. Operation of an ISFET with non-insulated substrate directly exposed to the solution (1995) Sensors and Actuators., 30, pp. 101-105.
[24] (1993) Capteur e'lectrochimique de dosage enzymatique de type ENFET et dispositif de dosage le mettant en ceuvre Pat. French. H 9305941, A. Soldatkin, C. ShuPga, N. Martelet, H. Jaffresic-Renault, A. Maupas, A. EPskaya // Publ. 1993.
[25] Nigg, H.N., Ramos, L.E., Graham, E.M., Sterling, J., Brown, S., Cornell, J.A. Inhibition of human plasma and serum butyrylcholinesterase (EC 3.1.1.8) by ?-chaconine and ?-solanine (1996) Fundamental and Applied Toxicology, 33 (2), pp. 272-281.
[26] Alozie, S.O., Sharma, R.P., Salunkhe, D.K. Inhibition of rat cholinesterase isoenzymes in vitro and in vivo by the potato alkaloid a-chaconine (1979) J. Food Biochem., 2, pp. 259-276.
[27] Zhylyak, G.A., Dzyadevich, S.V., Korpan, Y.I., Soldatkin, A.P., El'skaya, A.V. Application of urease conductometric biosensor for heavy-metal ion determination (1995) Sensors and Actuators: B. Chemical, 24 (1-3), pp. 145-148.
[28] Dzyadevich, S.V., Arkhypova, V.N., Etskaya, A.V., Martelet, C., Jaffrezic-Renault, N., Soldatkin, A.P. Conductometric enzyme biosensors for substrates and inhibitors analysis (2001) Curr. Top. Anal. Chem., 2, pp. 179-186.