Биосенсорные системы для целей химической и биологической безопасности

• Автор: Курочкин, Илья Николаевич
• Шифр специальности: 02.00.15, 03.00.23
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 385 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ ВВЕДЕНИЕ
ЛИТЕРА ТУРНЫЙ ОБЗОР
1. БИОСЕНСОРЫ.
1.1. Физико-химические принципы функционирования биосенсоров.
1.2. Типы детектирующих систем.
1.3. Конкретные примеры электрохимических биосенсоров.
1.4. Ферроцены как медиаторы и усилители амперометрического сигнала.
1.5. Определение фенолов с использованием амперометрических биосенсоров.
1.6. Анализ ингибиторов холинэстераз.
1.7. Нейротоксичная эстераза как биомаркер токсического действия нейропатичных фосфорорганических соединений.
2. ЛЕНГМЮРОВСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ
2.1. Основы технологии формирования ленгмюровских пленок
2.2. Ленгмюровские пленки белков
3. БИОХИМИЧЕСКОЕ И МИКРОБИОЛОГИЧЕСКОЕ ПРИМЕНЕНИЕ СКАНИРУЮЩЕЙ ЗОНДОВОЙ МИКРОСКОПИИ
3.1. Принципы функционирования и управления СЗМ.
3.2 Режимы работы атомно-силового микроскопа.
3.3. АСМ-исследованиемикробиологических объектов.
3.4. Техника подготовки образцов для ACM.
3.5. АСМ-исследование различных свойств микробиологических объектов и биомолекул (механических, иммунных, биохимических, меж- и внутримолекулярных сил).
3.6. Манипулирование микрообъектами с помощью зонда.
4. БИОСЕНСОРНЫЙ АНАЛИЗ МИКРОБИОЛОГИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
1. ФЕРМЕНТНЫЕ БИОЭЛЕКТРОКАТАЛИТИЧЕСКИЕ ЭЛЕКТРОДЫ И МЕМБРАНЫ
2. СИСТЕМЫ НА ОСНОВЕ ТВЕРДОТЕЛЬНОГО КИЛОРОДНОГО ДАТЧИКА
3. АНАЛИЗ ИНГИБИТОРОВ БХЭ
4. БИОСЕНСОРНЫЕ ЭЛЕКТРОДЫ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ
АКТИВНОСТИ нтэ
5. ПОЛУЧЕНИЕ И ИССЛЕДОВАНИЕ ЛЕНГМЮРОВСКИХ ПЛЕНОК ФЕРМЕНТОВ И МЕДИАТОРОВ
6. ПОЛУЧЕНИЕ И ИССЛЕДОВАНИЕ И ИССЛЕДОВАНИЕ СВОЙСТВ ЛЕНГМЮРОВСКИХ ПЛЕНОК АНТИТЕЛ И АПЭ. АНАЛИЗ МИКРОБИОЛОГИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ
7. ПОЛУЧЕНИЕ ПРЕПАРАТА МЕМБРАН ГОЛОВНОГО МОЗГА
8. ЭЛЕКТРОДЫ НА ОСНОВЕ ПРЕПАРАТОВ МЕМБРАН ГОЛОВНОГО МОЗГА
9. ПОДГОТОВКА И ПРОВЕДЕНИЕ АФФИННОГО ФЕРМЕНТОМЕТРИЧЕСКОГО АНАЛИЗА РЕЗУЛЬ ТА ТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
1 .ФЕРМЕНТНЫЕ БИОСЕНСОРНЫЕ СИСТЕМЫ ДЛЯ ЦЕЛЕЙ ХИМИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ.
1.1. Системы регистрации пероксида водорода.
-Потенциометрические сенсоры.
-Амперометрические сенсоры.
1.2. Системы регистрации кислорода.
1.3. Системы регистрации фенола.
1.4.Ферментные биосенсорные системы для определения ингибиторов холинэтераз.
- Выбор условий проведения ингибиторного анализа на основе ферментов: теоретическое рассмотрение
- Потенциометрические биосенсоры.
- Амперометрическая проточно-инжекционная система.
- Оптоволоконная система анализа ингибиторов холинэстераз.
- Анализ смесей ингибиторов.
1.5. Биосенсорная система для определения активности нейротоксичной эстеразы.
1.6. Анализ опиоидных пептидов с использованием тирозиназных сенсоров
2. ПОЛУЧЕНИЕ СТАБИЛЬНЫХ БИОКАТАЛИТИЧЕСКИХ И АФФИННЫХ ПОКРЫТИЙ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЛЕНГМЮРОВСКОЙ ТЕХНОЛОГИИ.
2.1. Синтез и исследование поверхностно-активных и структурных свойств

новых амфифильных полиэлектролитов.
2.2. Формирование белковых пленок на основе АПЭ.
2.3. Исследование пространственного распределения и физико-химических свойств белковых молекул в пленках на основе АПЭ.
2.4. Ленгмюровские пленки ферментов и фермент-медиаторных комплексов.
- Ленгмюровские пленки глюкозооксидазы
- Ленгмюровские пленки моноаминоксидазы.
- Бифункциональные ленгмюровские пленки ПФ и ГО.
2.5. Ленгмюровские пленки антител.
3. НОВЫЕ «УЗНАЮЩИЕ» ЭЛЕМЕНТЫ НА ОСНОВЕ ЛЕНГМЮРОВСКИХ ПЛЕНОК И РЕЦЕПТОРОВ.
3.1. Аффинный ферментометрический формат анализа.
3.2. Анализ нейролептиков фенотиазинового рядя с использованием тирозингидроксилазы.
3.3. Рецепторные сенсоры для анализа наркотических анальгетиков.
3.4. Микрогравиметрические сенсоры.
4. АНАЛИЗ МИКРОБИОЛОГИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ МЕТОДОВ СКАНИРУЮЩЕЙ ЗОНДОВОЙ МИКРОСКОПИИ И ЛЕНГМЮРОВСКИХ ПЛЕНОК АНТИТЕЛ.
ВЫВОДЫ
СПИСОК ЦИТИРУЕМОЙ ЛИТЕРА ТУРЫ

нанесен слой целлюлозы. Достоинством иммуноэлектрохимических методов является возможность анализа практически любых биологических жидкостей, решается также проблема белкового загрязнения электродов. В качестве электроактивных маркеров предложены также Еи3+ [305], РЬ2+ [306], Со2+ [307].
Однако недостатком этих методов является необходимость использования высококачественных антигенов и конъюгирование их с электроактивными частицами. Кроме того, конкурентные методы иммуноанализа обладают меньшей чувствительностью по сравнению с неконкурентными [305]. Все эти ограничения заставляют искать другие более простые аналитические системы, не связанные с использованием маркеров. В этом плане перспективным представляется принцип потенциометрической детекции иммунологических реакций, предложенный Лоу [308], Речниц с сотр. [309] и Ямамото с сотр. [310]. Основу разработанных сенсоров составляет иммуноэлектрод. По аналогии с ионоселективными электродами иммуноэлектроды можно классифицировать на жидкостные [309], пленочные [311 -317] и твердофазные [319 - 324]. Одним из первых Речниц [302] создал иммуноэлектрод с жидкой мембраной на эфедрин, адреналин и норадреналин. В качестве активной жидкой фазы мембраны в электроде используется раствор тетрафенилбората определяемого катиона. Им насыщают пористый гибкий пластик, укрупненный в нижней части корпуса электрода Орион (модель 92). Иммуноэлектрод селективно реагирует на активность ионов эфедриния в анализируемой пробе с нернстовым наклоном в диапазоне концентраций (10‘5 - 10'1) моль/л. Равновесный потенциал электрода устанавливается за 2 - 3 мин, однако проведению анализа в значительной степени мешают амины. Использование в качестве жидкой мембраны электроактивного комплекса эфедринфлавианат в октаноле-1 позволило повысить селективность этих электродов. Для определения антител к динитрофенолу (ДНФ) [311], бычьему сывороточному альбумину (БСА) [312], кортизолу [313] и дигоксину [314] предложены иммуноэлектроды пленочного типа, в которых биоспецифическое вещество внедрено в поливинилхлоридную матрицу. Антительные мембраны иммуноэлектродов готовят включением в поливинилхлоридную мембрану ионообменника дибензо-18-краун-6, конъюгированного с антигеном (АГ) ДМФ, ВСЛ или кортизолом. Эластичные мембраны диаметром 4 мм и толщиной 0,2 мм прикрепляли к торцу корпуса ионоселективного электрода фирмы «РЫШрэ» и внутреннюю часть корпуса заполняли 0,02 М раствором КС1. Электрод давал отклик на ионы К+, Ыа+, М-Д+. Диапазон определяемых концентраций антител к ДНФ, БСА и