Оптимізація роботи мультибіосенсора при інгібіторному аналізі токсинів

Abstract

Досліджено роботу високочутливого та селективного мультибіосенсора на основі низки іммобілізованих ферментів як біоселективних елементів та матриці рН-чутливих польових транзисторів як перетворювачів біохімічного сигналу в електричний. Для створення біоселективних елементів мультибіосенсора використано ферменти ацетилхолінестеразу, бутирилхолінестеразу, уреазу, глюкозооксидазу та триферментну систему інвертаза–мутаротаза–глюкозооксидаза, які демонструють високу чутливість до дії токсинів. Визначено оптимальні концентрації субстратів, використані при інгібіторному аналізі, вони становлять для ацетилхоліну 10 мМ, бутирилхоліну – 5 мМ, сечовини – 5 мМ, цукрози – 5 мМ та глюкози – 2 мМ. Час інкубації мультибіосенсора в токсичних розчинах дорівнює 20 хв. Показано, що перехресного впливу субстратів для всіх використаних ферментних систем майже немає. перевірено також інгібіторну дію окремих токсинів та їхніх сумішей на біоселективні елементи мультибіосенсора.

The operation of highly sensitive and selective multibiosensor based on different immobilized enzymes as bioselective elements and the matrix of pH-sensitive field effect transistors as transducers has been investigated. To develop bioselective elements of multibiosensor, the enzymes acetylcholinesterase, butyryl-cholinesterase, urease, glucose oxidase, and three-enzyme system invertase-mutarotase-glucose oxidase with high sensitivity to toxins were used. The optimal concentrations of substrates for inhibitory analysis application were chosen as follows: 10 mM acetylcholine, 5 mM butyrylcholine, 5 mM urea, 5 mM sucrose, and 2 mM glucose. The incubation time of multibiosensor in toxic solution was 20 min. No cross-influence of substrates in all the enzyme systems used was found. The inhibitory influence of separate toxins and their mixture on the bioselective elements of multibiosensor was studied.

Исследована работа высокочувствительного и селективного мультибиосенсора на основе ряда иммобилизованных ферментов как биоселективных элементов и матрицы рН-чувствительных полевых транзисторов как преобразователей биохимического сигнала в электрический. Для создания биоселективных элементов мультибиосенсора использовали ферменты ацетилхолинэстеразу, бутирилхолинэстеразу, уреазу, глюкозооксидазу и трехферментную систему инвертаза–мутаротаза–глюкозооксидаза, демонстрирующие высокую чувствительность к действию токсинов. Определены оптимальные концентрации субстратов для использования в ингибиторном анализе, которые составили для ацетилхолина 10 мМ, бутирилхолина – 5 мМ, мочевины – 5 мМ, сахарозы – 5 мМ и глюкозы – 2 мМ. Время инкубации мульти- биосенсора в токсичных растворах составило 20 мин. Показано, что перекрестное влияние субстратов для всех использованных ферментных систем практически отсутствует. Также проверено действие отдельных токсинов и их смесей на биоселективные элементы мультибиосеносра.