Низкая селективность микробных сенсоров как основа для осуществления анализа многокомпонентных смесей

• Автор: Лобанов, Алексей Викторович
• Шифр специальности: 03.00.23
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 112 с. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ

Список сокращений, используемых в диссертации

ВВЕДЕНИЕ

оезор ЛИТЕРАТУРЫ.

Современная концепция шосенсоров.

Мггоды обработки данных.

Применение химических сенсоров для анализа многокомпонентных смсссй

Пг вменение биосенсоров для анализа многокомпонентных смесей.

МЕТОДИКА.

Экспериментальная установка

Штаммы микроорганизмов

Алгоритм определения концентрации компонентов смеси
Определение концентрации компонентов смеси при помощи искусственных нейронных сетей
РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ.
Предварительные исследования.
1. Анализ смеси глюкоза этанол при помощи микробного и ферментного
се соров
2. Анализ смеси глюкоза этанол двумя микробными сенсорами
3. Диализ смеси глюкоза ксилоза двумя микробными сенсорами.
4. Идентификация образцов, содержащих глюкозу, ксилозу и этанол при помощи трех микробных сенсоров
5. Математическое описание калибровочных кривых
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
ВЫВОДЫ.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Разработка и апробация методики анализа двухкомпонентных смесей на примере смесей глюкоза этанол, глюкоза ксилоза и идентификации состава смеси, содержащей до трех веществ глюкоза, ксилоза, этанол. Исследование эффективности аппроксимации ответов биосенсора уравнениями различного вида. , ii, и ii сформированы измерительные системы для осуществления анализа двухкомпонентных смесей глюкоза этанол и глюкоза ксилоза, а также трехкомпонентной смеси глюкоза ксилоза этанол, включающие исключительно микробные сенсоры. Разработана процедура определения концентраций составляющих смесь компонентов на примере двухкомпонентных смесей глюкоза этанол и глюкоза ксилоза. Исследованы области линейности и аддитивности сигналов микробных сенсоров, ание которых необходимо для упрощения калибровки сенсора. Исследована возможность аппроксимации калибровочных зависимостей биосенсоров различного тина при помощи уравнения, аналогичного уравнению Хилла, а также рассмотрены источники ошибок в определении концентрации анализируемого вещества. Создана лабораторная модель 4хканальной измерительной системы для анализа многокомпонентных смесей. Результаты исследования закладывают основы для конструирования аналитических систем типа электронный язык на базе микробных сенсоров. Использование микроорганизмов в рецепторных элементах позволяет создать измерительные системы для определения концентрации широкого спектра органических соединений, утилизируемых микробными клетками. Полученные в ходе выполнения работы результаты представляют практический интерес в связи с перспективами использования набора микробных сенсоров для контроля биотехнологических процессов. Основные положения диссертационной работы были доложены на 2ой и 3ей городских конференциях молодых ученых Пущино, Россия, , , Международной конференции ii i, i, , i i i i, , , Международной конференции Молекулярная генетика и биотехнология, Минск, Беларусь, ix i i i, , v i i , , . По материалам диссертации опубликовано 8 статей, 7 сообщений в тезисной форме. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, описания методов исследования, изложения и обсуждения полученных результатов, заключения и выводов. Изложена на 2 страницах машинописного текста, содержит 7 таблиц, иллюстрирована рисунками. Список литературы включает 6 наименований. БапсйГег, . Тернер, . КагиЬе, . Известны биосенсоры на основе тканевых культур, ДНК, органоидов и др. Наиболее распространены ферментные сенсоры, использующие фермент, иммобилизованный на преобразователе и обеспечивающие точную и высокоспецифичную детекцию субстратов, ингибиторов, кофакторов и определение ферментативных активностей , vi, К настоящему времени огисано большое количество биосенсоров для детекции различных органических соединений, ионов неорганических кислот, а также параметров состояния окружающей среды БПК, мутагенность i, Корпан, . Для регистрации сигнала биосенсора используются электрохимические амперо, потенцио и кочдуктометрические, оптические, калориметрические и акустические преобразователи. ООзор основных принципов преобразователей, в частности, электрохимических, оптических и пьезоэлектрических, можно найти в работах , . Ми кробные сенсоры представляют собой сенсоры, в которых в качестве рецепторного элемента используются клетки микроорганизмов , . При использовании микробных сенсоров отпадает необходимость в трудоемких процессах выделения, очистки и иммобилизации ферментов. Некоторые ферменты могут терять свою активность вследствие повреждения активного центра или дезинтеграции ферментных комплексов во время процедур выделения или иммобилизации подобных проблем можно избежать, используя в рецепторном элементе целые клетки. Ферменты внутри клетки функционируют в естественном окружении, поэтому обычно обладают высокой стабильностью.