микрокапсулы с ферментом пероксидаза хрена, микрокапсулы с ферментом уреаза, микрокапсулы с ферментами пероксидаза хрена и уреаза, биосенсорные датчики, представляющие собой комбинацию полимерных слоев и микрокапсул с ферментами и образующие новое полимерное мультиферментное покрытие

показать принципиальную возможность с помощью биосенсоров, изготовленных на основе полимерных технологий и содержащих ферменты уреазу и/или пероксидазу хрена, определять соответствующие субстраты в тестовых растворах. Провести анализ литературы по применению полимерных технологий в биосенсорах

получение ферментсодержащих кальций карбонатных коровых частиц, получение ферментсодержащих полиэлектролитных микрокапсул, изготовление ферментсодержащих полимерных покрытий, спектрофотометрический метод определения концентрации пероксида водорода, потенциометрический способ определения концентрации мочевины с помощью стандартного рН-электрода, методы световой и конфокальной спектроскопии изучения структуры полиэлектролитного микроячеистого покрытия и его компонентов

Показана принципиальная возможность создания микрореакторов, изготовленных с помощью полимерных технологий и содержащих два фермента в реакционной среде на примере биферментной системы уреаза – пероксидаза хрена. Проведены исследования каталитической активности ферментов уреаза и пероксидаза хрена, заключенных в трех, пяти и семислойные полиэлектролитные микрокапсулы. Показано, что активность ферментов зависит от знака заряда внутренней поверхности полиэлектролитной оболочки, контактирующей с ферментом, и мало зависит от количества слоев полиэлектролитной оболочки (для 3-7-слойных капсул различия каталитической активности ферментов в пределах ошибки эксперимента)

Показано, что ферменты не влияют на активность друг друга и их каталитическая активность сравнима с активностью одноферментной системы

Результаты исследований могут быть востребованы прежде всего в диагностической медицине, экологии, сельском хозяйстве, пищевой промышленности, то есть там, где есть необходимость определения концентрации веществ в различных жидкостях

микрокапсулы с одним ферментом микрокапсулы с двумя ферментами, биосенсорные датчики, представляющие собой комбинацию полимерных слоев и микрокапсул с ферментами и образующие новое полимерное ферментное и мультиферментное покрытие. В работе были инкапсулированы и иммобилизованы ферменты пероксидаза хрена, уреаза, глюкозооксидаза, креатининдеиминаза, ацетилхолинэстераза.

разработать технологию изготовления мультиферментной системы, изготовленной на основе микрокапсул с ферментами, помещенных между слоями полиэлектролитов для определения метаболитов биологических жидкостей; создать ферментные и мультиферментные микрореакторы (чувствительные слои ферментных сенсоров отделены от регистрирующего электрода) с несколькими независимыми ферментами; получить первичные данные по работе сопряженных полиферментных систем на основе микрокапсул с ферментами, когда продукт каталитической реакции одного фермента является субстратом для второго фермента (каскадная реакция).

получение составных кальций карбонатных коровых частиц; получение полиэлектролитных микрокапсул с ферментами; изготовление ферментсодержащих полимерных покрытий; амперометрический метод определения концентрации глюкозы, потенциометрический способ определения концентрации мочевины, креатинина, ацетилхолина; спектрофотометрический метод определения концентрации пероксида водорода и глюкозы в каскадной реакции при создании пары ферментов глюкозооксидаза - пероксидаза хрена.

На данном этапе выполнения проекта были продолжены выполненные на первом этапе исследования по изучению способности детектировать соответствующие субстраты, включенных в полиэлектролитные капсулы и полимерное микроячеистое покрытие ферментов уреаза и пероксидаза хрена. Дополнительно были проведены исследования с ферментами глюкозооксидаза, ацетилхолинэстераза и креатининдеиминаза. Была создана мультиферментная система, состоящая из трех ферментом: ацетилхолинэстераза креатининдеиминаза и уреаза, представляющая собой микрореактор, поскольку в этой системе регистрирующий электрод был отделен от чувствительных слоев биосенсорной системы. Чувствительные слои с разными ферментами были нанесены на стенки спектрофотометрической ячейки, а измерительный электрод вносился в тестовый раствор, заполняющий спектрофотометрическую ячейку. Потенциометрическим методом показана способность этих ферментов последовательно детектировать собственные субстраты в измерительной ячейке. Амперометрическим методом были проведены исследования фермента глюкозооксидаза. Впервые в мировой практике были проведены исследования инкапсурированных вместе в одни и те же микрокапсулы пары ферментов глюкозооксидаза и пероксидаза хрена. Показана принципиальная возможность измерения глюкозы спектрофотометрическим методом с использованием сопряженной каталитической реакции, обеспечивающей парой глюкозооксидаза – пероксидаза хрена.

Показано, что ферменты не влияют на активность друг друга и их каталитическая активность сравнима с активностью одноферментной системы

Проводимые исследования имеют прикладное значение, поскольку, в перспективе, основной целью разрабатываемой технологии по иммобилизации микрокапсул с ферментами является создание ферментных сенсорных датчиков для широкого спектра дешевых, портативных, легких в управлении биосенсорных устройств-анализаторов различных веществ в жидкостях. Потребность в биосенсорах неуклонно растет в мире с каждым годом в таких сферах как здравоохранение, экологическая безопасность, пищевая промышленность, сельское хозяйство.

микрокапсулы с одним ферментом микрокапсулы с двумя ферментами, биосенсорные датчики, представляющие собой комбинацию полимерных слоев и микрокапсул с ферментами и образующие новое полимерное ферментное и мультиферментное покрытие. В работе были инкапсулированы и иммобилизованы ферменты пероксидаза хрена, уреаза, глюкозооксидаза, креатининдеиминаза, ацетилхолинэстераза.

Целью данной работы стало изучение каталитической активности мультиферментной системы глюкозооксидаза-пероксидаза хрена для определения глюкозы с использованием микрореакторов на основе инкапсулированных ферментов.

Методы: получение составных кальций карбонатных коровых частиц; получение полиэлектролитных микрокапсул с ферментами; изготовление ферментсодержащих полимерных покрытий; амперометрический метод определения концентрации глюкозы, потенциометрический способ определения концентрации мочевины, креатинина, ацетилхолина; спектрофотометрический метод определения концентрации пероксида водорода и глюкозы в каскадной реакции при создании пары ферментов глюкозооксидаза - пероксидаза хрена.

На данном этапе выполнения проекта были продолжены выполненные на первом этапе исследования по изучению способности детектировать соответствующие субстраты, включенных в полиэлектролитные капсулы и полимерное микроячеистое покрытие ферментов уреаза и пероксидаза хрена. Дополнительно были проведены исследования с ферментами глюкозооксидаза, ацетилхолинэстераза и креатининдеиминаза. Была создана мультиферментная система, состоящая из трех ферментом: ацетилхолинэстераза креатининдеиминаза и уреаза, представляющая собой микрореактор, поскольку в этой системе регистрирующий электрод был отделен от чувствительных слоев биосенсорной системы. Чувствительные слои с разными ферментами были нанесены на стенки спектрофотометрической ячейки, а измерительный электрод вносился в тестовый раствор, заполняющий спектрофотометрическую ячейку. Потенциометрическим методом показана способность этих ферментов последовательно детектировать собственные субстраты в измерительной ячейке. Амперометрическим методом были проведены исследования фермента глюкозооксидаза. Впервые в мировой практике были проведены исследования инкапсурированных вместе в одни и те же микрокапсулы пары ферментов глюкозооксидаза и пероксидаза хрена.

Показана принципиальная возможность измерения глюкозы спектрофотометрическим методом с использованием сопряженной каталитической реакции, обеспечивающей парой глюкозооксидаза – пероксидаза хрена.

Проводимые исследования имеют прикладное значение, поскольку, в перспективе, основной целью разрабатываемой технологии по иммобилизации микрокапсул с ферментами является создание ферментных сенсорных датчиков для широкого спектра дешевых, портативных, легких в управлении биосенсорных устройств-анализаторов различных веществ в жидкостях. Потребность в биосенсорах неуклонно растет в мире с каждым годом в таких сферах как здравоохранение, экологическая безопасность, пищевая промышленность, сельское хозяйство.