Амперометрические биосенсоры для определения некоторых микотоксинов

• Автор: Май Тхи Тхань Хуен
• Шифр специальности: 02.00.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 148 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

Глава 1 СВОЙСТВА МИКОТОКСИНОВ И МЕТОДЫ ИХ

ОПРЕДЕЛЕНИЯ

1.1 Микотоксины и их свойства

1.1.1 Афлатоксины

1.1.2 Охратоксин А

1.1.3 Зеараленон

1.1.4 Патулин

1.2 Методы определения микотоксинов

1.2.1 Хроматографические методы определения микотоксинов
1.2.2 Иммунохимические методы определения микотоксинов
1.2.3 Биосенсоры для определения микотоксинов
1.2.3.1 Ферментные сенсоры
1. 2.3.2 Иммуносенсоры для определения микотоксинов
1.2.3.3 Аптасенсоры для определения микотоксинов
1.2.4. Свойства некоторых ферментов и биосенсоры на их основе
1.2.4,1. Холинэстераза и биосенсоры на ее основе
1.2.4.2 Е-цистеиндесуфгидраза и ее использование в биосенсорах
1.2.4.З. Щелочная фосфатаза и биосенсоры на ее основе
1.2.4.4 Тирозиназа и биосенсоры на ее основе
Глава 2 НАНОТРУБКИ КАК МОДИФИЦИРУЮЩИЙ МАТЕРИАЛ
ПОВЕРХНОСТИ ЭЛЕКТРОДОВ
2.1. Свойства углеродных нанотрубок
2.2. Функционализация углеродных нанотрубок
2.3. Ферментные электроды на основе углеродных нанотрубок
Глава 3. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ, АППАРАТУРА, ОБЪЕКТЫ
ИССЛЕДОВАНИЯ И УСЛОВИЯ ЭКСПЕРИМЕНТА
3.1. Постановка задачи
3.2 Аппаратура и объекты исследования
3.3. Реактивы и приготовление растворов
3.4. Получение гомогенатов из растительных материалов
3.4.1 Получение гомогената из зерновой культуры
3.4.2 Получение гомогената из грибов и бананов

3.5. Подготовка углеродных нанотрубок для модификации электродов
3.6. Изготовление амперометрических биосенсоров на
основеиммобилизованных ферментов
3.7. Обработка экспериментальных данных
3.7.1. Расчет кинетических параметров ферментативных реакций
3.7.2. Определение констант связывания иммунного комплекса
антиген-антитело
3.7.3. Определение процента перекрестного реагирования
Глава 4. АНАЛИТИЧЕСКИЕ ВОЗМОЖНОСТИ АМПЕРОМЕТРИЧЕСКИХ БИОСЕНСОРОВ В ОПРЕДЕЛЕНИИ
НЕКОТОРЫХ МИКОТОКСИНОВ
4.1. Аналитические возможности холинэстеразного биосенсора в
определении микотоксинов
4.1.1. Природа формирования аналитического сигнала холинэстеразного
биосенсора
4.1.2. Изучение влияния афлатоксина В1, зеараленона и охратоксина А
на каталитическую активность иммобилизованной холинэстеразы
4.1.3. Холинэстеразные биосенсоры на основе модифицированных
углеродными нанотрубками электродов
4.2. Оценка возможности использования цистеиндесульфгидразы как ферментного препарата в биосенсорах для определении
микотоксинов
4.2.1. Природа формирования аналитического сигнала
4.2.2. Влияние афлатоксина В1, охратоксина А и зеараленона на каталитическую активность иммобилизованной
цистеиндесульфгидразы
4.2.2. Влияние микотоксинов на модифицированные МУНТ
цистеиндесульфгидразные сенсоры
4.3. Оценка аналитических возможностей биосенсоров на основе иммобилизованной щелочной фосфатазы в определении
микотоксинов
4.3.1. Природа формирования аналитического сигнала
4.3.2. Влияние патулина, афлатоксина В1, зеараленона и охратоксина А
на иммобилизованную щелочную фосфатазу

4.3.3 Влияние МУНТ на аналитические характеристики биосенсора
на основе щелочной фосфатазы
4.4. Биосенсоры на основе тирозиназы
4.4.1. Природа формирования аналитического сигнала
тирозиназного биосенсора
4.4.2. Изучение влияния зеараленона на каталитическую активность
иммобилизованной тирозиназы
4.4.2.1. Действие зеараленона на иммобилизованную тирозиназу
4.4.2.2 Модификация электродов композитом - МУНТ - хитозан:
влияние на аналитические возможности
4.4.2.З. Модификация электродов композитом - ОУНТ - хитозан: влияние
на аналитические возможности
4.5 Кинетические параметры реакций ферментативного превращения
субстратов в присутствии микотоксинов
4.6. Разработка иммуноферментного сенсора для определения
афлатоксина В1
4.6.1. Аналитические возможности иммуноферментного сенсора
4.6.2 Аналитические возможности иммуноферментного сенсора, модифицированного углеродными нанотрубками для определения
афлатоксина В1
Глава 5 ОПРЕДЕЛЕНИЕ МИКОТОКСИНОВ В ПИЩЕВЫХ
ПРОДУКТАХ
5.1. Определение АФВ1 и зеараленона в зерновых культурах
5.2. Определение патулина в яблоках
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

зеараленона. ЗЕА из образца кукурузы иммунологически конкурирует с ЗЕА, связанным с пероксидазой хрена, за места связывания иммобилизованных Ат. Пероксидаза хрена в присутствии перокисида водорода катализирует окисление 4-трет-бутилкатехола, обратимое электрохимическое восстановление которого было обнаружено при -0.15 В. Общее время анализа составляет 15 мин. Электрохимический иммуносенсор позволил понизить ПрО ЗЕА по сравнению с чувствительным стандартным методом иммуноферментного анализа в анализируемых продуктах питания и кормах (в образцах кукурузного силоса).
Описан электрохимический иммуносенсор для чувствительного обнаружения ОТА [54]. Печатный золотой электрод был модифицирован слоем 4-нитрофенила, полученном из соли диазония синтетически методом in situ в кислом водном растворе. Далее, нитрогруппы были электрохимически восстановлены до аминов с последующей обработкой глутаровым альдегидом, что дает устойчивые промежуточные производные, которые ковалентно связаны с Ат против ОТА на втором этапе. Показана возможность использования предлагаемого электрохимического иммуносенсора в варианте конкурентного анализа. Реализуется конкуренция между ОТА и меченным фиксированной концентрацией пероксидазы хрена ОТА (ОТА-ПХ) для иммобилизованных Ат. Активность связанного ОТА-ПХ была хроноамперометрически измерена с использованием в качестве субстрата 3,3',5,5'-тетраметилбензидина. Иммуносенсор, полученный таким способом, обладал ПрО 12 нг/мл и линейным диапазоном концентраций до 60 нг/мл ОТА. Правильность и стабильность были удовлетворительными для разработанного иммуносенсора.
Для определения ОТА в образцах вин был разработан электрохимический иммуносенсор с использованием печатного золотого рабочего электрода и системы Ag/AgCl в качестве псевдо-электрода сравнения [55]. Конкурентная форма иммуноферментного анализа была реализована с иммобилизованным коньюгатом ОТА, что было достигнуто путем пассивной адсорбции или ковалентной иммобилизации с помощью аминной связи с гидрогелем карбоксиметилированного декстрана на золотой рабочий электрод.