Биосенсоры

Практически все реакции, катализируемые ферментами микроорганизмов, протекают с изменением энтальпии. Даже небольшие изменения в метаболизме клетки связаны с изменением тепловыделения. Тепловые эффекты в процессах жизнедеятельности микроорганизмов являются основой действия, например, микробного термистора Маттиассона, в котором стеклянная изолированная колонка (0,6х4 см) заполнена иммобилизованными в акриламидном геле клетками пекарских дрожжей. В иммобилизованном состоянии более 6–8 % клеток жизнедеятельны. При пропускании через колонку раствора глюкозы генерируется тепло.

Препараты иммобилизованных клеток стабильны более 7 дней при непрерывной эксплуатации в колонке. По истечении этого срока происходит ее закупоривание. Микробный термистор дает ответ не только на субстраты, но и на другие соединения, важные для жизнедеятельности микроорганизмов. Так, добавление в раствор глюкозы раз-общителя окислительного фосфорилирования 2,4-динитрофенола при-водит к увеличению тепловыделения на 20 %, 2 мМ арсената, ингибирующего глицеральдегид-3-фосфатдегидрогеназу, замедляет выделение теплоты.

Для определения противогрибковых антибиотиков может быть применен проточный микрокалориметр. Действие системы основано на способности антибиотиков, в частности нистатина, связываться с компонентами мембран клеток микроорганизмов, в результате чего образуются поры. Ионы аммония, калия, белки и другие компоненты выходят из клетки, что приводит к гибели микроорганизмов.

Приведенные результаты и возможность широкого подбора штаммов микроорганизмов указывают на большую перспективу термохимических микробных сенсоров как аналитических систем.