Optimization of bioselective membrane of amperometric enzyme sensor on basis of glucose oxidase using NH2-modified multi-wall carbone nanotubes

Abstract

Aim. To investigate a possibility of application of multi-wall carbone nanotubes modified with NH2-groups (MWCNT-NH2) for creation of sensitive elements of the amperometric biosensor based on immobilized oxidoreductases, in particular, glucose oxidase (GOD). To study electrochemical properties of the membranes obtained. Methods. Experiments were carried out with amperometric methods using the μStat 200 device («DropSens», Spain). The enzymes were immobilised in glutaraldehyde vapour. Results. The method of formation of bioselective matrix based on immobilised GOD with MNP-NH2 on the surface of gold amperometric electrodes was optimised. Optimal working conditions of the biosensor developed were determined. Conclusion. MWCNT integration into a bioselective matrix improves the biosensor analytical characteristics which means: higher signal value, wider linear range of glucose analysis, and possibility of substrate determination in wide range of working potential.

Мета. Дослідити можливість застосування багатошарових карбонових нанотрубок, модифікованих аміногрупами (БНТ-NH2), для створення чутливих елементів амперометричного біосенсора на основі іммобілізованих оксидоредуктаз, зокрема глюкозооксидази (ГОД), та вивчити електрохімічні властивості отриманих мембран. Методи. Експерименти проведено з використанням амперометричних методів за допомогою приладу μStat 200 («DropSens», Іспанія). Ферменти іммобілізували у випарах глутарового альдегіду. Результати. Оптимізовано метод формування біоселективної матриці біосенсора на основі іммобілізованої ГОД з БНТ-NH2 на поверхні золотих амперометричних електродів. Визначено оптимальні умови роботи біосенсора на ії основі. Висновки. Показано, що включення БНТ до біоселективної матриці біосенсора покращує його аналітичні характеристики: сприяє підвищенню величини сигналу та розширенню лінійного діапазону для встановлення рівня глюкози, дає можливість визначати субстрат у широких межах значень робочого потенціалу).

Цель. Исследовать возможность использования мультистеночных карбоновых нанотрубок, модифицированных аминогруппами (МНТ-NH2), для создания чувствительного элемента амперометрического биосенсора на основе иммобилизованных оксидоредуктаз, в частности глюкозооксидазы (ГОД), и изучить электрохимические свойства полученных мембран. Методы. Эксперименты проводили с использованием амперометрических методов с помощью прибора μStat 200 («DropSens», Испания). Ферменты иммобилизовали в парах глутарового альдегида. Результаты. Оптимизирован метод формирования биоселективной матрицы биосенсора на основе иммобилизованной ГОД с МНТ-NH2 на поверхности золотых амперометрических электродов. Определены оптимальные условия функционирования биосенсора на ее основе. Выводы. Показано, что вкючение МНТ в состав биоселективной матрицы биосенсора улучшает его аналитические характеристики: способствует увеличению величины сигнала и расширению линейного диапазона для нахождения уровня глюкозы, дает возможность определять субстрат в широких границах значений рабочего потенциала).