Biopolym. Cell. 2005; 21(5):425-432.
http://dx.doi.org/10.7124/bc.000706
Біоорганічна хімія
Ензимний кондуктометричний сенсор для визначення концентрації формальдегіду у модельних зразках
1Солдаткін О. О., 1Сосовська О. Ф., 1Бенілова І. В., 2Гончар М. В., 1Корпан Я. І.
  1. Інститут молекулярної біології і генетики НАН України
    Вул. Академіка Заболотного, 150, Київ, Україна, 03680
  2. Інститут біології клітини НАН України
    вул. Драгоманова, 14/16, Львів, Україна, 79005

Abstract

Для розробки біосенсора, чутливого до формальдегіду, використано тонкоплівкові планарні електроди і бактерійну формальдегіддегідрогеназу Pseudomonas putida. Запропоновано новий підхід до створення біоселектив ної мембрани сенсора, який дозволяє визначати концентрацію формаль­дегіду без використання екзогенного NAD в аналізованому зразку та проводити виміри на одному й тому ж перетворювачі без регенерації NAD через його високу (100 мМ) локальну концентрацію у мембрані. Час аналізу формальдегіду в розчині не перевищує 2 хв і 10 с у стаціонарному і кінетичному режимах вимірювання сигналів кондуктометричного біосенсора відповідно. Лінійний динамічний діапазон концентрації формальдегіду, яку можна визначити, знаходиться в межах 1–50 мМ. Досліджено залежність величини сигналу біосенсора від pH, концентрації буфера та іонної сили. Вивчено також операційну стабільність, стабільність при зберіганні і селективність створеного кондуктометричного біосенсора.
Keywords: біосенсор, формальдегіддегідрогеназа, кондуктометрія
Повний текст: (PDF, українською)

References

[1] Gerberich HR, Seaman GC. Formaldehyde. Encyclopaedia of Chemical Technology. New York: John Wiley & Sons, 1994;11: 929-51.
[2] Hileman B. Formaldehyde: how did EPA develop its formaldehyde policy?. Environ Sci Technol. 1982;16: 543A-547A.
[3] Herschkovitz Y, Eshkenazi I, Campbell C., Rishpon J. An electrochemical biosensor for formaldehyde. J Electroanal Chem. 2000;491(1-2):182–7.
[4] Ho MH, Richards RA. Enzymatic method for the determination of formaldehyde. Environ Sci Technol. 1990; 24:201-4.
[5] Gigante AC, Gotardo MA, Tognolli JO, Pezza L, Pezza HR. Spectrophotometric determination of formaldehyde with chromotropic acid in phosphoric acid medium assisted by microwave oven. Microchem J. 2004;77(1):47–51.
[6] Kataky R, Bryce MR, Goldenberg L, Hayes S, Nowak A. A biosensor for monitoring formaldehyde using a new lipophilic tetrathiafulvalene-tetracyanoquinodimethane salt and a polyurethane membrane. Talanta. 2002;56(3):451-8.
[7] Coggon D. Extended Follow-Up of a Cohort of British Chemical Workers Exposed to Formaldehyde. Cancer Spectrum Knowledge Environment. 2003;95(21):1608–15.
[8] Hauptmann M, Lubin JH, Stewart PA, Hayes RB, Blair A. Mortality from lymphohematopoietic malignancies among workers in formaldehyde industries. J Natl Cancer Inst. 2003;95(21):1615-23.
[9] International Agency for Research on Cancer (IARC). Formaldehyde. IARC Monographs on the Evaluation of Carcinogenic Risks to Humans. Wood Dust and Formaldehyde. Lyon, 1995. Vol. 62: 217-362.
[10] Sexton K, Petreas MX, Liu KS. Formaldehyde exposures inside mobile homes. Environ Sci Technol. 1989;23(8):985–8.
[11] Dumas T. Determination of formaldehyde in air by gas chromatography. J Chromatogr A. 1982;247(2):289–95.
[12] Mann B, Grayeski ML. New chemiluminescent derivatizing agent for the analysis of aldehydes and ketones by high-performance liquid chromatography with peroxyoxalate chemiluminescence. J Chromatogr A. 1987;386:149–58.
[13] West PW, Sen B. Spectrophotometric determination of traces of formaldehyde. Z Anal Chem. 1956;153(3):177–83.
[14] Pockard AD, Clark ER. The determination of traces of formaldehyde. Talanta. 1984;31(10 Pt 1):763-71.
[15] M?hlmann GR. Formaldehyde Detection in Air by Laser-Induced Fluorescence. Appl Spectrosc. 1985;39(1):98–101.
[16] Grosjean D. Ambient levels of formaldehyde, acetaldehyde and formic acid in southern California: results of a one-year baseline study. Environ Sci Technol. 1991;25(4):710–5.
[17] Podola B, Nowack EC, Melkonian M. The use of multiple-strain algal sensor chips for the detection and identification of volatile organic compounds. Biosens Bioelectron. 2004;19(10):1253-60.
[18] Vianello F, Stefani A, Di Paolo M., Rigo A, Lui A, Margesin B, et al. Potentiometric detection of formaldehyde in air by an aldehyde dehydrogenase FET. Sens Actuators B Chem. 1996;37(1-2):49–54.
[19] Korpan YI, Soldatkin AP, Gonchar MV, Sibirny AA, Gibson TD, El'skaya AV. A novel enzyme biosensor specific for formaldehyde based on pH-sensitive field effect transistors. J Chem Technol Biotechnol. 1997; 68(2):209-213.
[20] Korpan YI, Gonchar MV, Sibirny AA, Martelet C, El’skaya AV, Gibson TD, et al. Development of highly selective and stable potentiometric sensors for formaldehyde determination. Biosens Bioelectron. 2000;15(1-2):77–83.
[21] Dzyadevych S. V., Arkhypova V. N., Korpan Y. I., El'skaya A. V., Soldatkin A. P., Jaffrezic-Renault N., Martelet C. Conductometric formaldehyde sensitive biosensor with specifically adapted analytical characteristics. Analyt. Chim. Acta. 2001; 445(1):47–55.
[22] Korpan YI, Gonchar MV, Starodub NF, Shul'ga AA, Sibirny AA, El'skaya AV. A cell biosensor specific for formaldehyde based on pH-sensitive transistors coupled to methylotrophic yeast cells with genetically adjusted metabolism. Anal Biochem. 1993;215(2):216-22.
[23] H?mmerle M, Hall EA., Cade N, Hodgins D. Electrochemical enzyme sensor for formaldehyde operating in the gas phase. Biosens Bioelectron. 1996;11(3):239–46.
[24] Vastarella W, Nicastri R. Enzyme/semiconductor nanoclusters combined systems for novel amperometric biosensors. Talanta. 2005;66(3):627-33.