Биосенсоры: основы и приложения - Тёрнер Э.
Скачать (прямая ссылка):
измеренными и истинными концентрациями г = 0,995 (у = 1,094.v - 0,128
ммоль/л). Однако, как и во всех сенсорах на основе 02-электрода, могут
возникать проблемы, связанные с разным содержанием кислорода в буферном
растворе и исследуемом образце.
Реакция пиридиннуклеотид-независимой лактатдегидрогеназы (цитохром Ь2)
со-
Применение амперометрических биосенсоров в анализе 265
прягается с амперометрическими электродами благодаря способности
ферментов переносить электроны от лактата к некоторым медиаторам, включая
тионин, ди-хлорфенол, индофенол и ферроцианид калия. Последний реагирует
с наибольшей скоростью [28]. Используют также анодное окисление
комплексов металлов с органическими соединениями, соиммобилизованных с
ферментом и действующих как медиаторы [29] (гл. 15). Один из способов
определения лактата in vivo заключается в том, что вместе с цитохромом Ь2
иммобилизуют природный акцептор электрона, цитохром с, восстановленную
форму которого затем определяют электрохимически [11]. Эти исследования
пока еще не вышли за пределы лабораторий.
Система для определения лактата с помощью LOD включает иммобилизованный
фермент в комбинации с датчиком, чувствительным к пероксиду водорода.
Автономные L-лактатанализаторы на основе ферментных электродов
поставляются фирмами La Roche (Швейцария), OMRON Tateisi Electronics Со.
(Япония) и Yellow Springs Instruments (США). В лактатанализаторе 640
фирмы La Roche, выпускаемом с 1976 г., используется сенсор с цитохромом
Ь2, раствор которого просто помещают в реакционную камеру перед
платиновым электродом, поляризуемым при +0,28 В для окисления
ферроцианида. Этот прибор рассчитан на анализ 20-30 проб объемом 10 мкл в
час при концентрации лактата в диапазоне 1-12 ммоль/л и погрешности 5%.
Результаты получают через 2-3 мин после взятия крови у пациента. Сенсор,
содержащий около 2 ед. активности фермента, стабильно работает в течение
одного месяца. Коэффициент корреляции с данными оптического метода
анализа с помощью LDH г = 0,998 (у = 1,094х - 0,215 ммоль/л).
В лактатанализаторах OMRON HER 100 и YSI модели 23L, выпускаемых с 1983
г., используют LOD-электроды. Первый из этих приборов позволяет
определять до 8,9 ммоль/л лактата в крови при времени отклика 80 с и
погрешности < 5%. Требуемый объем пробы 100 мкл. Температурная
зависимость ферментативной реакции компенсируется встроенным термистором,
находящимся в непосредственной близости от Н202-чувствительного датчика.
LOD-сенсоры стабильно работают 13 дней, а коэффициент корреляции,
полученный с контрольной пробой сыворотки, составляет 0,998 [75]. С
помощью этого прибора определяют также лактат в клеточных культурах.
Анализатор YSI 23L можно применять для определения лактата как в цельной
крови, гак и в плазме и в цереброспинальной жидкости. Коэффициенты
корреляции с фотометрическим методом Бэрингера для этих трех объектов
составляют соответственно 0,997, 0,997 и 0,9996. Линейность отклика
сенсора сохраняется до 15 ммоль/л, причем требуется всего 25 мкл
анализируемого раствора. Производительность прибора-42 анализа в час.
Фирма Seres (Франция) предлагает анализатор Enzymat, частью которого
является сенсор для определения D-изомера лакгата, не имеющего, правда,
медицинского значения. В этом приборе используется содержащий D-
лактотоксидазу клеточный экстракт и датчик, чувствительный к
растворенному 02. Диапазон определяемых концентраций от 0,5 до 30
ммоль/л.
L-лактатный сенсор с иммобилизованной LOD успешно использовали [38] для
исследований in vivo с искусственной поджелудочной железой (Biostator).
Этот сенсор, помещаемый в потоке крови ниже по течению, чем глюкозный
сенсор, позволяет следить за откликом организма больных диабетом на
физическую нагрузку, вливание глюкозы или инсулина. Данный метод может
быть полезен при разработке алгоритмов вливания в экстремальных случаях,
например при хирургических операциях больных диабетом.
Значительный интерес представляет новый принцип определения L-лактата,
положенный в основу прибора Glukometer. Использование системы,
рециркулирующей лактат-пируват, которая состоит из LDH и цитохрома Ь2,
позволило повысить
266
Глава 18
чувствительность сенсора к лактату по меньшей мере на порядок [63]. Для
определения лактата с помощью этого сенсора требуется всего 1 мкл крови.
Введение защитной мембраны с LMO (для окисления эндогенного лактата крови
до не мешающих определению ацетата и С02) делает сенсор пригодным для
быстрого определения активности аланинаминотрансферазы [66].
18.2.1.11. Мочевина. Концентрация мочевины в крови, обычно выражаемая как
концентрация остаточного азота крови, является важным параметром при
клинических исследованиях, поскольку это показатель функции почки.
Нормальное значение этой величины составляет 3,6-8,9 ммоль/л.
Амперометрические методы определения мочевины были разработаны
значительно позже, чем потенциометрические и кондуктометрические. Первый
