Development of amperometric biosensor for choline determination

Abstract

Aim. Development of an amperometric biosensor for measuring choline concentration in water samples. Methods. A bioselective element of the biosensor was created using choline oxidase which was covalently immobilized by glutaraldehyde crosslinking with bovine serum albumin on the surface of an amperometric platinum disk electrode. Results. The conditions of the bioselective element formation (the enzyme and glutaraldehyde concentrations, time of procedure) were optimized. The biosensor developed was characterized by good response reproducibility over hours of continuous operation. The linear range of substrate determination ranged from 10 µM to 1000 µM, a limit of choline detection – 1–3 µM, the biosensor sensitivity was 25–30 nA/mM. An effect of interfering substances was significantly reduced by the application of an additional semipermeable poly-m-phenylenediamine (PPD) membrane. Conclusions. The developed biosensor is well-suited for choline determination in water samples.

Мета. Розробка амперометричного біосенсора для визначення концентрацій холіну у водних зразках. Методи. Для створення біоселективного елементу біосенсора використовували холін оксидазу, що була іммобілізована ковалентною зшивкою глутаровим альдегідом з бичачим сироватковим альбуміном на поверхню амперометричного дискового платинового електроду. Результати. Було проведено оптимізацію умов формування біоселективного елементу на поверхню перетворювача (концентрація ферменту і глутарового альдегіду та час іммобілізації). Біосенсор характеризується доброю відтворюваністю відгуків впродовж декількох годин безперервної роботи. Лінійний діапазон визначення субстрату знаходився в межах від 10 мкМ до 1000 мкМ, мінімальна межа визначення холіну – 1–3 мкМ, чутливість біосенсора 25–30 нА/мМ. Завдяки використанню додаткової напівпроникної мембрани з полі-m-фенілендіаміну (ПФД) було значно зменшено вплив інтерферентів на роботу біосенсора. Висновки. Показано, що розроблений біосенсор добре підходить для визначення холіну у водних зразках.

Цель. Разработка амперометрического биосенсора для определения концентраций холина в водных образцах. Методы. Для создания биоселективного элемента использовали холин оксидазу, иммобилизованную ковалентной сшивкой глутаровым альдегидом с бычьим сывороточным альбумином на поверхность амперометрического дискового платинового электрода. Результаты. Была проведена оптимизация условий формирования биоселективного елемента на поверхность преобразователя (концентрация фермента и глутарового альдегида та время иммобилизации). Биосенсор характеризируется хорошей воспроизводимостью откликов на протяжении нескольких часов непрерывной работы. Линейный диапазон определения субстрата находился в пределах от 10 мкМ до 1000 мкМ, минимальная граница определения холина – 1–3 мкМ, чувствительность биосенсора 25–30 нА/мМ. Благодаря использованию дополнительной полупроницаемой мембраны с поли-м-фенилендиамина (ПФД) было значительно уменьшено влияние интерферентов на работу биосенсора. Выводы. Показано, что разработанный биосенсор хорошо применим для определения холина в водных образцах.