Разработка микробиосенсоров на основе углеродных волокон для определения глюкозы, ацетилхолина и холина in vivo

Abstract

В работе разработана новая улучшенная технология создания микроэлектродов на основе углеродных волокон. Произведенные по такой технологии датчики имеют длительное время жизни, устойчивы к электрохимической и химической предобработкам, а при электрохимической активации демонстрируют высокую чувствительность к Н₂О₂. Минимально определяемая с помощью микроэлектродов концентрация перекиси водорода составляла 0,5 мкМ. Разработанные на основе указанных микроэлектродов биосенсоры для определения глюкозы, ацетилхолина и холина показывают высокую чувствительность при работе в модельных растворах. Минимально определяемые с помощью разработанных биосенсоров концентрации субстратов составляют для глюкозы 60 мкМ, для ацетилхолина и холина – 1 мкМ. Такая чувствительность микробиосенсо­ров позволяет использовать их in vivo для анализа указанных веществ в мозге млекопитающих.

Розроблено нову покращену технологію створення мікроелектродів на основі вуглецевих волокон. Виготовлені за такою технологією датчики мають довгий час життя, стійкі до електрохімічної та хімічної передобробок, а при електрохі­мічній активації демонструють високу чутливість до Н₂О₂. Мінімальна концентрація перекису водню, шр визначається, складає 0,5 мкМ. Створені на основі цих мікроелектродів біосенсори для визначення глюкози, ацетилхоліну та холіну також є високочутливими при роботі в модельних розчинах. Мінімальні концентрації субстратів, які можна визначити за допомогою розроблених біосенсорів, складають для глюкози – 60 мкМ, для ацетилхоліну і холіну – 1 мкМ. Така чутливість мікробіосенсорів дозволяє використовувати їх in vivo для аналізу згаданих речовин у мозку ссавців.

A new improved technology for manufacturing microelectrodes based on carbon fibres has been developed. The microelectrodes produced are long living, stable to electrochemical and chemical treatment. The electrochemically activated microelectrodes demonstrated high sensitivity to Н₂О₂ with the detection limit for hydrogen peroxide of 0.5 μM. The microbiosensors based on carbon fibre microelectrodes have been developed for the determination of glucose, acetylcholine and choline concentration. They demonstrate high sensitivity in model solutions. The detection limits for glucose, acetylcholine and choline are of 60 uM, 1 uM u 1 uM respectively, that permits these microbiosensors to be applied for in vivo analysis of these substrates in mammalian brain.