Амперометрический анализатор

Амперометрический иммуносенсор (АИС) относится к типу электрохимических

биосенсоров, измеряемым сигналом в которых является ток окисления или

восстановления электроактивных частиц. В нем объединяются преимущества

электродных процессов (высокая чувствительность, линейная зависимость сигнала от

концентрации, селективность за счет работы при разных потенциалах) и высокая

специфичность иммунной реакции [127]. Так как напрямую определять иммунные

реакции с помощью АИС не представляется возможным вследствие того, что сами по себе

компоненты иммунной реакции чаще всего являются электроинертными, в систему

сенсора вводятся ферментные метки. В этом случае трансдьюссер определяет

концентрацию продукта ферментативной реакции фермента при расщеплении субстрата.

В качестве электроактивных веществ также используются ионы металлов и другие

электроактивные соединения.

Наиболее распространенные ферментативные метки, использующиеся в

иммуноанализе при окислении субстрата в присутствии H2O2, – это пероксидаза хрена

[128, 130, 131] и щелочная фосфатаза [129, 133], катализирующая реакцию

дефосфорилирования различных органических фосфатов, продукт которой определяется

амперометрическим методом. Портативная АИС-система была разработана для

определения бактерий Escherichia coli c использованием антител, маркированных

пероксидазой хрена; чувствительность сенсора позволяла определять наличие бактерий с

концентрацией 50 клеток/мл за 22 минуты [128]. Сенсор представлял собой мембрану,

состоящую из проводящей сетки углеродных волокон, на которой иммобилизировались

антитела, специфичные к антигену. При пропускании через иммунофильтрационную

сетку бактерии связывались с модифицированными на ней антителами. Для выработки

аналитического сигнала связавшиеся клетки маркировались специфичными антителами,

конъюгированными с пероксидазой хрена. Данная схема реализации иммунохимического

анализа называется слоистой (sandwich-scheme). Слоистая схема неконкурентного анализа

была реализована в АИС-сенсоре на IgG кролика [129], маркирование которого

производилось с помощью анти-IgG, конъюгированного с щелочной фосфотазой.

Субстратом для метки являлся дигидрохинон дифосфата, который окислялся до

гидрохинона с высвобождением двух электронов. Предел обнаружения сенсора составил

8нг/мл ее при времени инкубации меченого иммуноглобулина кролика порядка одного

часа.

Амперометрический иммуносенсор на низкомолекулярное вещество кокаин, был

представлен A. Сулейманом [130], электроактивным маркером в нем являлась

пероксидаза хрена, конъюгированная с антителами на бензоилэкгонин (часть молекулы

кокаина), иммобилизованная на мембране, прикрепленной к O2-электроду. В процессе

анализа гаптен с предельно низкой концентрацией 10-7 М/л ингибировал ферментативную

реакцию окисления субстрата за счет создания стерических препятствий для

проникновения субстрата к активным центрам фермента.

Амперометрические иммуносенсоры (чаще всего используют сложные системы

усиления сигнала, например с помощью ферментативной реакции, что требует

дополнительных реагентов) не позволяют непосредственно контролировать протекание

иммунологической реакции. Помимо этого амперометрические иммуносенсоры

характеризуются более широким разбросом величины погрешности определения, в

зависимости от используемой метки и схемы иммуноанализа. Наиболее часто

погрешность определения составляет от 2 до 20%, хотя в отдельных случаях может быть и

выше.

Ядерный магнитный резонанс

Оже-спектроскопия

Измерительная часть СКВИДа

Примеры устройств на основе МЭМС прмышленного исполнения

Квантово-механическая теория сверхпроводимости

Вернуться в оглавление: Физические явления