Микробные биокатализаторы для биосенсорных систем анализа токсичных соединений

• Автор: Игнатов, Олег Владимирович
• Шифр специальности: 03.00.07
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Саратов
• Количество страниц: 334 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

ГЛАВА 1 Биосенсорные системы на основе микробных клеток.

ГЛАВА 2 Электрофизические свойства микробных клеток.

ГЛАВА 4 Респираторная активность микробных клеток при метаболизме акриловой кислоты и е производных

а Респираторная активность микробных клеток, обла дающих амидазной активностью

б Респираторная активность микробных клеток, обла дающих нитрилазной активностью

в Респираторная активность микробных клеток, обла 7 дающих нитрилгидратазной и амидазной активностью

г Респираторная активность микробных клеток в отно 7 шении акриловой кислоты

ГЛАВА 5 Респираторная активность микробных клеток 7 при метаболизме ароматических соединений
а Респираторная активность микробных клеток, обла 7 дающих системой подготовительного метаболизма фенола
б Респираторная активность микробных клеток, обла 6 дающих системой подготовительного метаболизма пнитрофенола.
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ ГЛАВА 3 Материалы и методы
ГЛАВА 6 Иммобилизация микробных клеток для биоде 9 струкции и биосенсорных систем.
ГЛАВА 7 Определение производных акриловой кислоты и 1 ароматических соединений в образцах модельных сточных вод
ГЛАВА 8 Электрооптические свойства микробных суспен 7 зий при метаболизме токсичных соединений.
а Электрооптические свойства микробных клеток штам 9 ма ВЬаМепит эр. ПА при метаболизме акриламида
б Электрооптические свойства микробных клеток штам 1 ма Асте1оЬасег сасоасеИсит А2 при метаболизме пнитрофенола
в Сравнительные исследования специфической респи 4 раторной активности клеток и электрооптических свойств клеточных суспензий.
г Исследование электрооптических свойств клеточных 9 суспензий при ингибировании ферментативной активности клеток.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Так группа румынских ученых разработала сенсор на основе клеток i iii для определения нового антигипертензивного соединения энаприла малеата в фармакологических препаратах i а. Две работы по сенсорным системам для определения антибиотиков были выполнены в Мексике. В статье i . . i, несущих плазмиду 7, кодирующую синтез Сенсор может быть использован для определения пенициллина в сложных комплексных средах, таких как молоко или ферментационная среда. Время ответа сенсора составляло 8 минут, линейный диапазон для определения пенициллина от 5 до мМ. Клетки не теряли активности более дней. В другой работе было показано получение мутантного штамма Е. Ч, обладающего М, xi 0. М, и 0. М в скобках приведены интервалы линейной зависимости ответа от концентрации субстрата. Клетки сохраняли активность в течение 7 дней при проведении как минимум 0 тестов i . . . Необходимо отметить, что ионоселективные электроды используются более часто для создания биосенсорных систем на основе ферментов, чем клеток. Наряду с рассмотренными системами активно развиваются микробные сенсорные системы, использующие другие принципы регистрации информационного сигнала, который предоставляет микробная клетка. Это приборы на основе полевых транзисторов, калориметрии, люминесценции, медиаторной системы. Одна из проблем применения биосенсорных систем, описанных выше, заключалась в том, что было необходимо создать аналитические датчики максимально малых размеров. Для этого были применены ионоселективные полевые транзисторы, которые были впервые описаны в году. В году было показано, что ионоселективные полевые транзисторы с нанесенным слоем пенициллиназы могут применяться как сенсор пенициллина . Развитие получили преимущественно ферментные биосенсорные системы на основе таких транзисторов, но существует и ряд работ, использующих микроорганизмы в сочетании с полевыми транзисторами. Рассмотрим некоторые из них. В работе iv . и химический сенсор для определения аммония. Был разработан метод иммобилизации микробных клеток на поверхности полевого транзистора. Была показана возможность определения глюкозы в диапазоне концентраций 1С1СГ3 М и иммуноглобулина в диапазоне концентраций ЮЮ8 М в модельных системах. Глюкозный сенсор показал высокую селективность и стабильность. Сенсор, основанный на полимерном матриксе аналога спиробензопирана модифицированный ионофором нонактином, показал возможность определять аммонийные ионы в диапазоне концентраций 53 М. Он может быть использован для создания различных клеточных и ферментных биосенсоров. В другой работе тех же авторов iv . Было показано, что данная система определяла ксилозу при нижнем пределе 0. М. Линейная зависимость ответа от концентрации ксилозы составляла от 5. М субстрата. Биосенсор сохранял стабильный ответ в течение 4 недель. В работе Бек1 е1 а1. Входящий потенциал этого устройства меняется в течение минуты при облучении желтым светом. В темноте такого потенциал не возникает. Сенсор детектирует светозависимый транспорт хлорида в везикулах. Две работы Кограп е Кограп е Нтранзисторах и интактных дрожжевых клетках Напвепиа ро Ьа АЗ Клетки были включены в Саальгинатный гель. Сенсорный ответ на формальдегид определялся в диапазоне 2 0 мМ. Минимальная концентрация формальдегида составляла 0. Рассмотрим калориметрическую систему. Как и для других биосенсорных устройств, калориметрические системы начали развиваться с ферментными биологическими элементами. Они основаны на одном общем принципе измерении теплоты реакции, которая выделяется в процессе ферментативной реакции. Недостатком метода является низкая специфичность калориметрии, которая, однако, полностью компенсируется специфичностью биокатализаторов Даниельсон и Мосбах,. Использование биокатализаторов в сочетании с тепловыми преобразователями обладает существенными достоинствами высокой чувствительностью, малым временем отклика и т.