Способы получения высокочувствительных потенциометрических датчиков - RU2005137143A

Реферат

1. Способ тестирования аналитической чувствительности потенциометрического датчика с нанесенным на него покрытием из электропроводящего полимера, включающий следующие последовательно выполняемые операции:

(a) нанесение на датчик покрытия из стрептавидина путем пассивной адсорбции;

(b) нанесение защитной пленки из сахарозы на покрытый стрептавидином датчик, либо совместное нанесение сахарозы и стрептавидина в ходе выполнения операции (а);

(c) приведение промытого датчика, полученного в ходе выполнения операции (b), в контакт с раствором, содержащим известную концентрацию меченной биотином пероксидазы хрена, на определенный промежуток времени;

(d) регистрацию разности электрических потенциалов между датчиком и эталонным электродом в то время, когда они оба погружены в основной раствор электролита, содержащего Н-донор;

(e) замену основного раствора электролита на усиливающий раствор электролита, состав которого идентичен основному раствору электролита за исключением того, что он дополнительно содержит субстрат для пероксидазы хрена, и регистрацию разности электрических потенциалов между датчиком и эталонными электродами, когда они погружены в усиливающий раствор электролита; и

(f) расчет разности между результатами измерения разности электрического потенциала, полученными в ходе выполнения операций (d) и (е), и сравнение полученного результата с эталонными результатами, полученными с помощью заранее определенного стандартного датчика.

2. Способ по п.1, в котором операцию нанесения защитной пленки из сахарозы проводят путем погружения датчика в водный раствор сахарозы с последующей сушкой датчика.

3. Способ по п.1, в котором операции (а) и (b) осуществляют одновременно путем нанесения на датчик капли стрептавидина в растворе сахарозы с последующей сушкой датчика.

4. Способ по п.1, в котором Н-донором является Н-донор с высокой величиной изменения своего окислительно-восстановительного состояния в результате взаимодействия с пероксидазой хрена, обеспечивая тем самым высокий уровень отклика потенциометрического датчика.

5. Способ по п.4, в котором Н-донором является такой Н-донор, который обеспечивает уровень отклика потенциометрического датчика в результате взаимодействия с пероксидазой хрена, равный по меньшей мере 10 мВ при концентрации биотинилированной пероксидазы хрена 0,1 нг/мл.

6. Способ по п.4, в котором Н-донором является кониферол, гваякол или МВТН.

7. Способ по любому из пп.1-6, в котором субстратом для пероксидазы хрена служит перборат натрия или перекись водорода.

8. Способ по любому из пп.1-6, в котором в качестве субстрата для пероксидазы хрена используют органический пероксид.

9. Способ по п.8, в котором органическим пероксидом является метилгидропероксид, этилгидропероксид или п-нитропероксибензойная кислота.

10. Способ изготовления потенциометрического датчика, содержащего электропроводящий электрод, покрытый электропроводящим полимером, включающий операции:

(a) нанесение покрытия из электропроводящего полимера на электропроводящий электрод путем электрохимической полимеризации из полимеризационного раствора, содержащего мономерные единицы электропроводящего полимера и поддерживающий электролит;

(b) промывку электрода, покрытого электропроводящим полимером, который был получен при выполнении операции (а), в деионизированной воде; и

(c) удаление несвязанной воды из слоя электропроводящего полимера.

11. Способ по п.10, в котором в ходе операции (b) промывку электрода, покрытого электропроводящим полимером, производят деионизированной водой до тех пор, пока не перестанут обнаруживаться следы мономерных единиц электропроводящего полимера и поддерживающего электролита.

12. Способ по п.10 или 11, в котором в ходе операции (с) удаление несвязанной воды из слоя электропроводящего полимера осуществляют путем прогрева электрода (электродов) в термостате в течение по меньшей мере 8 ч.

13. Способ по п.12, при котором температура прогрева составляет 25-50°С, предпочтительно 30-40°С.

14. Способ по п.10 или 11, в котором в ходе операции (е) несвязанную воду удаляют из слоя электропроводящего полимера путем лиофильной сушки.

15. Потенциометрический датчик, включающий электропроводящий электрод с нанесенным на него электропроводящим полимером, покрытым рецепторами, либо биорецепторами, либо протеинами, отличающийся тем, что поверх электропроводящего полимера нанесено покрытие из защитного вещества.

16. Потенциометрический датчик по п.15, в котором защитным веществом является протеиновый стабилизатор.

17. Потенциометрический датчик по п.16, в котором защитным веществом является сахароза, трегалоза, инозитол, целлобиоза, лактитол или смесь указанных веществ с полимером, предпочтительно декстраном или полигликолем.

18. Способ электрохимического обнаружения анализируемого вещества в образце, включающий следующие операции:

(а) обеспечение потенциометрического датчика с покрытием из электропроводящего полимера, в котором иммобилизированы или на котором адсорбированы рецепторы, обладающие способностью связываться с искомым анализируемым веществом, которое требуется обнаружить в образце;

(b) приведение датчика в контакт с исследуемым раствором, содержащим образец, таким образом, что вышеупомянутое анализируемое вещество связывается с вышеупомянутыми иммобилизированньми или адсорбированными рецепторами;

(c) приведение датчика в контакт с раствором, содержащим вторичные рецепторы, обладающие способностью к связыванию с вышеупомянутым анализируемым веществом в месте, пространственно отделенном от места связывания с иммобилизированными или адсорбированными рецепторами, причем вышеупомянутые вторичные рецепторы конъюгированы по меньшей мере с одной энзимной меткой, которой является пероксидаза;

(d) регистрацию разности электрических потенциалов между датчиком и эталонным электродом, когда они оба погружены в основной раствор электролита, содержащий Н-донор, представляющий собой Н-донор, который проявляет высокую величину изменения своего окислительно-восстановительного состояния в результате взаимодействия с пероксидазой, обеспечивая тем самым высокий уровень потенциометрического отклика;

(e) перенос датчика и эталонного электрода в усиливающий раствор электролита, состав которого идентичен составу основного раствора электролита за исключением того, что он дополнительно содержит субстрат для энзима (энзимов), и регистрацию разности электрических потенциалов между датчиком и эталонными электродами, когда они погружены в усиливающий раствор электролита;

(f) расчет разности между результатами измерения разности потенциалов, полученными в ходе операций (d) и (е), и установление зависимости полученных результатов от концентрации анализируемого вещества в образце.

19. Способ электрохимического обнаружения анализируемого вещества в образце, включающий следующие операции:

(a) обеспечение потенциометрического датчика с покрытием из электропроводящего полимера, в котором иммобилизированы или на котором адсорбированы рецепторы, обладающие способностью к связыванию с искомым анализируемым веществом, которое требуется обнаружить в образце;

(b) приведение датчика в контакт с исследуемым раствором, содержащим образец, таким образом, что вышеупомянутое искомое анализируемое вещество связывается с вышеупомянутыми иммобилизированными или адсорбированными рецепторами;

(c) приведение датчика в контакт с раствором, содержащим конкурирующие молекулы, обладающие способностью к связыванию с вышеупомянутыми иммобилизированными или адсорбированными рецепторами, причем вышеупомянутые конкурирующие молекулы конъюгированы по меньшей мере с одной энзимной меткой, которой является пероксидаза;

(d) регистрацию разности элактрических потенциалов между датчиком и эталонным электродом, когда они оба погружены в основной раствор электролита, содержащий Н-донор, представляющий собой Н-донор, который проявляет высокую величину изменения своего окислительно-восстановительного состояния в результате взаимодействия с пероксидазой, обеспечивая тем самым высокий уровень потенциометрического отклика;

(e) перенос датчика и эталонного электрода в усиливающий раствор электролита, состав которого идентичен составу основного раствора электролита за исключением того, что он дополнительно содержит субстрат для энзима (энзимов), и регистрацию разности электрических потенциалов между датчиком и эталонными электродами, когда они погружены в усиливающий раствор электролита;

(f) расчет разности между результатами измерения разности потенциалов, полученными в ходе операций (d) и (е), и установление зависимости полученных результатов от концентрации анализируемого вещества в образце.

20. Способ по п.18, в котором Н-донором является такой Н-донор, который в результате взаимодействия с пероксидазой обеспечивает уровень отклика потенциометрического датчика, равный по меньшей мере 10 мВ для представляющих интерес концентраций анализируемого вещества.

21. Способ по п.20, в котором Н-донором является кониферол, гваякол или МВТН.

22. Способ по любому из пп.20 и 21, в котором субстратом для пероксидазы служит перборат натрия, перекись водорода или органический пероксид.

23. Способ электрохимического обнаружения анализируемого вещества в образце, включающий следующие операции:

(a) обеспечение потенциометрического датчика с покрытием из электропроводящего полимера, в котором иммобилизированы или на котором адсорбированы рецепторы, обладающие способностью к связыванию с искомым анализируемым веществом, которое требуется обнаружить в образце;

(b) приведение датчика в контакт с исследуемым раствором, содержащим образец, таким образом, что вышеупомянутое анализируемое вещество связывается с вышеупомянутыми иммобилизированными или адсорбированными рецепторами;

(c) приведение датчика в контакт с раствором, содержащим вторичные рецепторы, обладающие способностью к связыванию с вышеупомянутым анализируемым веществом в месте, пространственно отделенном от места связывания с иммобилизированными или адсорбированными рецепторами, причем вышеупомянутые вторичные рецепторы конъюгированы с пероксидазой;

(d) регистрацию разности электрических потенциалов между датчиком и эталонным электродом в то время, когда они оба погружены в основной раствор электролита;

(e) перенос датчика и эталонного электрода в усиливающий раствор электролита, состав которого идентичен составу основного раствора электролита за исключением того, что он дополнительно содержит субстрат для пероксидазы, и регистрацию разности электрических потенциалов между датчиком и эталонными электродами, когда они погружены в усиливающий раствор электролита, отличающийся тем, что субстратом для пероксидазы является перборат натрия, перекись водорода или органический пероксид;

(f) расчет разности между результатами измерения разности потенциалов, полученными в ходе операций (d) и (е), и установление зависимости полученных результатов от концентрации анализируемого вещества в образце.

24. Способ электрохимического обнаружения анализируемого вещества в образце, включающий следующие операции:

(a) обеспечение потенциометрического датчика с покрытием из электропроводящего полимера, в котором иммобилизированы или на котором адсорбированы рецепторы, обладающие способностью к связыванию с искомым анализируемым веществом, которое требуется обнаружить в образце;

(b) приведение датчика в контакт с исследуемым раствором, содержащим образец, таким образом, что вышеупомянутое искомое анализируемое вещество связывается с вышеупомянутыми иммобилизированными или адсорбированными рецепторами;

(c) приведение датчика в контакт с раствором, содержащим конкурирующие молекулы, обладающие способностью к связыванию с вышеупомянутыми иммобилизированными или адсорбированными рецепторами, причем вышеупомянутые конкурирующие молекулы конъюгированы с пероксидазой;

(d) регистрацию разности электрических потенциалов между датчиком и эталонным электродом в то время, когда они оба погружены в основной раствор электролита;

(e) перенос датчика и эталонного электрода в усиливающий раствор электролита, состав которого идентичен составу основного раствора электролита за исключением того, что он дополнительно содержит субстрат для пероксидазы, и регистрацию разности электрических потенциалов между датчиком и эталонными электродами, когда они погружены в усиливающий раствор электролита, отличающийся тем, что субстратом для пероксидазы является перборат натрия, перекись водорода или органический пероксид;

(f) расчет разности между результатами измерения разности потенциалов. полученными в ходе операций (d) и (е), и установление зависимости полученных результатов от концентрации анализируемого вещества в образце.

25. Способ по п.23 или 24, в котором органическим пероксидом является метилгидропероксид, этилгидропероксид или п-нитропероксибензойная кислота.