Введение
1 Литературный обзор 12
1.1 Медиаторные биосенсоры. Медиаторы электронного транспорта 12
1.1.1 Свойства Берлинской лазури. Биосенсоры на основе Берлинской лазури
1.1.2 Химические, физические и электрохимические свойства ферроцена и его производных 15
1.1.3 Использование медиаторов фенотиазинового ряда в биосенсорах 17
1.1.4 Нейтральный красный как медиатор электронного транспорта в биосенсорике 19
1.1.5 Иммобилизация биологического компонента биосенсора в массу носителя 20
1.2 Использование печатных электродов в биосенсорах 22
1.2.1 Конфигурация печатных электродов, используемых в биосенсорике. 24
1.2.2 Определение глюкозы с помощью печатных биосенсоров 28
1.2.3 Анализ этанола с помощью ферментных биосенсоров на основе печатных электродов 31
1.2.4 Использование биосенсоров на основе печатных электродов для определения содержания лактата 33
1.2.5 Биосенсоры на основе печатных электродов для определения содержания крахмала 35
1.3 Использование микроорганизмов в конструкции биосенсоров 37
1,3,1 Бактерии Gluconobacter oxydans 43
1.4 Заключение 45
2 Экспериментальная часть 47
2.1 Проведение биосенсорных измерений с использованием печатных электродов 47
2.2 Биосенсорные измерения с использованием кислородных электродов 48
2.3 Ферментные препараты 49
2.4 Иммобилизация фермента с использованием полимерной мембраны Nafi оп-117 49
2.5 Иммобилизация фермента с использованием поливинилового спирта (ПВС), модифицированного N-винилпирролидоном 49
2.6 Иммобилизация фермента включением в агаровый гель 50
2.7 Иммобилизация фермента в гибридную композицию кремнийорганический золь-гель/ПВС 50
2.8 Иммобилизация фермента в золь-гель матрицу ТЭОС и метилтриэтоксисилана (МТЭОС) 50
2.9 Иммобилизация ферментов в гель поперечно-сшитого бычьего сывороточного альбумина 51
2.10 Культивирование клеток Gluconobacter oxydans 51
2.11 Модификация печатных электродов бактериями G. oxydans 52
2.12 Формирование рецепторного элемента биосенсора на основе кислородного электрода 52
2.13 Сканирующая электронная микроскопия (СЭМ) 53
2.14 Определение содержания глюкозы и крахмала методом высокоэффективной жидкостной хроматографии 53
2.15 Определение содержания этанола методом газовой хроматографии 53
2.16 Определение содержания лактата методом капиллярного электрофореза 53
2.17 Определение БПК5 стандартным методом разбавления 54
2.18 Модельный процесс брожения и получение сброженной массы 54
2.19 Модификация белка ферроценальдегидом 54
3 Обсуждение результатов 55
3.1 Выбор способа обработки аналитического сигнала 57
3.2 Выбор методов иммобилизации биологического материала 59
3.3 Биосенсоры на основе печатных электродов, содержащих БЛ и модифицированных ферментами
3.3.1 Выбор значения рН буферного раствора для проведения измерений с использованием биосенсоров на основе ферментных печатных электродов 62
3.3.2 Градуировочные зависимости биосенсоров на основе печатных электродов, содержащих БЛ и модифицированных ферментами 63
3.3.3 Чувствительность и нижняя граница определяемых концентраций 65
3.3.4 Стабильность разработанных ферментных электродов 69
3.3.5 Основные характеристики биосенсоров на основе печатных электродов, содержащих БЛ и модифицированных ферментами 72
3.3.6 Апробация ферментных печатных электродов
3.4 Выбор микроорганизмов для использования в качестве рецепторных элементов биосенсоров, способных к определению уровня БПК 76
3.5 Биосенсоры на основе печатных электродов, модифицированных целыми клетками бактерий Gluconobacter oxydans
3.5.1 Выбор медиатора электронного транспорта 78
3.5.2 Операционная стабильность печатных электродов, модифицированных бактериями G oxydans 83
3.5.3 Селективность биосенсора на основе печатных электродов, модифицированных клетками G oxydans 84
3.5.4 Градуировочная зависимость и основные характеристики печатных электродов на основе бактерий G. oxydans 87
3.5.5 Определение уровня БПК с помощью печатного электрода, модифицированного бактериями G oxydans и ферроценом 90
3.5.6 Оценка воспроизводимости метода 92 3.5.7 Биосенсоры на основе печатных электродов, в которых бактерии G. oxydans иммобилизованы в проводящий белковый гидрогель 93
3.5.8 Апробация биосенсора на основе печатного электрода, модифицированного целыми клетками 96
3,6 Заключение 99
Выводы 101
Список литературы 103
