RU117011U1 - DEVICE FOR DETERMINING THE GLUCOSE CONTENT ON THE BASIS OF PENICILLIUM ADAMETZII GLUCOSOO-OXIDASE AND OXYGEN CLARK TYPE ELECTRODE - Google Patents
DEVICE FOR DETERMINING THE GLUCOSE CONTENT ON THE BASIS OF PENICILLIUM ADAMETZII GLUCOSOO-OXIDASE AND OXYGEN CLARK TYPE ELECTRODE Download PDFInfo
- Publication number
- RU117011U1 RU117011U1 RU2011152460/15U RU2011152460U RU117011U1 RU 117011 U1 RU117011 U1 RU 117011U1 RU 2011152460/15 U RU2011152460/15 U RU 2011152460/15U RU 2011152460 U RU2011152460 U RU 2011152460U RU 117011 U1 RU117011 U1 RU 117011U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- glucose
- determining
- oxidase
- basis
- glucose content
- Prior art date
Links
Abstract
Устройство для определения содержания глюкозы в пищевых продуктах, ферментационных процессах и в физиологических жидкостях, содержащее измерительную кювету с магнитной мешалкой, биосенсор, состоящий из электрода Кларка с размещенным на нем биорецептором и выполненный с возможностью размещения его в измерительной кювете и подключения к блоку регистрации обработки данных на базе компьютера, в качестве биорецептора использована иммобилизованная на носителе глюкозооксидаза, синтезированная штаммом Penicillium adametzii F-3298 Д. A device for determining glucose content in food, fermentation processes and in physiological fluids, containing a measuring cuvette with a magnetic stirrer, a biosensor consisting of a Clark electrode with a bioreceptor placed on it and made with the possibility of placing it in a measuring cuvette and connecting to a data processing recording unit on the basis of a computer, glucose oxidase immobilized on a carrier, synthesized by the Penicillium adametzii F-3298 D. strain, was used as a bioreceptor.
Description
Полезная модель относится к биосенсорным аналитическим устройствам с областью применения в биотехнологии, пищевой промышленности, сельском хозяйстве и медицине. Биосенсор может быть использован для определения содержания глюкозы в пищевых продуктах, ферментационных процессах, а также в физиологических жидкостях.The utility model relates to biosensor analytical devices with a scope in biotechnology, food industry, agriculture and medicine. The biosensor can be used to determine the glucose content in food products, fermentation processes, as well as in physiological fluids.
Показано использование глюкозооксидазы (ГОД), синтезированной штаммом Penicillium adametzii F-3298 Д, как биологической основы биосенсора для определения глюкозы.The use of glucose oxidase (YEAR) synthesized by Penicillium adametzii F-3298 D strain as the biological basis of the biosensor for glucose determination is shown.
Для иммобилизации ГОД использован метод иммобилизации ферментов в слое ДЭАЭ-декстрана, ковалентно связанного с нитроцеллюлозной мембраной посредством бензохинона (Зайцев М.Г, Ашин В.В, Решетилов А.Н. Новый метод иммобилизации метилотрофных клеток и алкогольоксидазы, выделенной из них, для биосенсорной детекции низших спиртов. Сборник тезисов III Международной молодежной школы-конференции «Актуальные аспекты современной микробиологии». Москва; 2007. С.35).To immobilize the YEAR, the method of immobilizing enzymes in the DEAE-dextran layer covalently linked to the nitrocellulose membrane by benzoquinone (Zaitsev M.G., Ashin V.V., Reshetilov A.N., A new method for immobilizing methylotrophic cells and alcohol oxidase isolated from them for biosensor detection of lower alcohols. Abstracts of the III International Youth School-Conference "Actual Aspects of Modern Microbiology". Moscow; 2007. P.35).
В предлагаемой, полезной модели в качестве биологически чувствительного элемента используется иммобилизованная. ГОД, в качестве преобразователя применяется кислородный электрод типа Кларка.In the proposed, utility model, immobilized is used as a biologically sensitive element. YEAR, a Clark type oxygen electrode is used as a converter.
Ниже перечислены аналоги предлагаемого биосенсора на основе кислородного электрода.The following are analogues of the proposed biosensor based on an oxygen electrode.
Имплантируемый глюкозный биосенсор для непрерывного мониторинга уровня глюкозы в крови у больных диабетом представлен в работе (Gamburzev S., Atanasov P. et al. Performance of glucose biosensor based on oxygen electrode in physiological fluids and at body temperature // Sensors and Actuators B: Chemical. 1996. V.30. №3. P. 179-183). ГОД (выделена из Aspergillus niger) иммобилизовали на углеродном порошке с помощью сшивающего агента карбодиимида. Линейный диапазон составлял 0-2.4 мг/мл. Ответы сенсора были стабильны в течение 2 недель непрерывной работы сенсора в плазме крови.An implantable glucose biosensor for continuous monitoring of blood glucose in patients with diabetes is presented in (Gamburzev S., Atanasov P. et al. Performance of glucose biosensor based on oxygen electrode in physiological fluids and at body temperature // Sensors and Actuators B: Chemical . 1996. V.30. No. 3. P. 179-183). YEAR (isolated from Aspergillus niger) was immobilized on carbon powder using a carbodiimide crosslinking agent. The linear range was 0-2.4 mg / ml. The responses of the sensor were stable for 2 weeks of continuous operation of the sensor in blood plasma.
Совместная иммобилизация ГОД (выделена из Aspergillus niger) и глюкоамилазы была использована при создании биосенсоров для детекции крахмала (Renneberg R., Scheller F., Rieldel К., Litschko E., Richter M. Development of anti-interference enzyme layer for a-amylase measurements in glucose containing samples // Anal. Lett. 1983. V. 16 (В 12). Р. 877-890.). Ферменты иммобилизовали на шелковой мембране кросс-сшивкой глутаровым альдегидом. Верхний предел линейной зависимости составлял 5 мМ глюкозы. Время ответа составляло 10 с.Joint immobilization of YEAR (isolated from Aspergillus niger) and glucoamylase was used to create biosensors for starch detection (Renneberg R., Scheller F., Rieldel K., Litschko E., Richter M. Development of anti-interference enzyme layer for a-amylase measurements in glucose containing samples // Anal. Lett. 1983. V. 16 (B 12). P. 877-890.). Enzymes were immobilized on a silk membrane by crosslinking with glutaraldehyde. The upper limit of the linear relationship was 5 mm glucose. The response time was 10 s.
В качестве прототипа использован амперометрический биосенсор для детекции глюкозы, представленный в работе (Wu В., Zhang G. et al. Biosensors for determination of glucose with glucose oxidase immobilized on an eggshell membrane // Talanta. 2004. V. 64. №2. P. 546-553). ГОД (выделена из Aspergillus niger) иммобилизовали на оболочке яичной скорлупы с использованием глутарового альдегида. Время ответа сенсора составляло 100 с, стабильность при хранении в течение 4 мес составляла 85% начального уровня ответа. Линейный диапазон детекции составлял 1×10-5-1×10-3 M.The prototype used an amperometric biosensor for glucose detection, presented in (Wu B., Zhang G. et al. Biosensors for determination of glucose with glucose oxidase immobilized on an eggshell membrane // Talanta. 2004. V. 64. No. 2. P. 546-553). YEAR (isolated from Aspergillus niger) was immobilized on the shell of an egg shell using glutaraldehyde. The response time of the sensor was 100 s, and the storage stability for 4 months was 85% of the initial response level. The linear detection range was 1 × 10 −5 −1 × 10 −3 M.
В отличие от вышеуказанного прототипа в предлагаемой модели используется фермент глюкозооксидаза, синтезированная штаммом Penicillium adametzii F-3298 Д, не использовавшийся ранее для указанных целей. Кроме того, отличием предлагаемой модели от ближайшего аналога является время отклика сенсора, которое в два раза меньше отклика в модели-прототипе. В предлагаемом типе биосенсора использован также новый способ иммобилизации фермента, обеспечивающий стабильность и пределы детекции, сопоставимые с параметрами прототипа.In contrast to the above prototype, the proposed model uses the enzyme glucose oxidase synthesized by the strain Penicillium adametzii F-3298 D, not previously used for these purposes. In addition, the difference between the proposed model and the closest analogue is the response time of the sensor, which is two times less than the response in the prototype model. In the proposed type of biosensor also used a new method of immobilization of the enzyme, providing stability and detection limits comparable with the parameters of the prototype.
Задача, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, состоит в создании рецепторного элемента для биосенсора по определению глюкозы и применении в таких областях как пищевая промышленность, биотехнология, медицина и сельское хозяйство.The problem to which the claimed utility model is directed is to create a receptor element for a biosensor for the determination of glucose and applications in such areas as the food industry, biotechnology, medicine and agriculture.
Технический результат, который может быть получен при использовании предлагаемой полезной модели, заключается в том, что предлагаемый рецепторный элемент позволяет исследовать кинетические параметры фермента и обладает малым временем ответа, в два раза меньшим, чем модели прототипа, высокой чувствительностью и стабильностью, позволяющей исследовать кинетические параметры фермента.The technical result that can be obtained using the proposed utility model is that the proposed receptor element allows you to study the kinetic parameters of the enzyme and has a short response time, two times less than the prototype model, high sensitivity and stability, allowing you to study the kinetic parameters enzyme.
Сущность полезной модели заключается в том, что биорецептор, содержащий иммобилизованный на носителе фермент - глюкозооксидазу сопряжен с электродом типа Кларка.The essence of the utility model lies in the fact that a bioreceptor containing an enzyme immobilized on a carrier, glucose oxidase, is coupled to a Clark type electrode.
На фиг.1 представлена схема устройства.Figure 1 presents a diagram of a device.
Предлагаемое устройство включает следующие элементы: биосенсор, состоящий из преобразователя - электрода Кларка (1), на котором размещен биорецептор (2), представляющий собой иммобилизованный на носителе фермент, а также измерительную кювету (3) и магнитную мешалку (4). Устройство содержит также блок регистрации и обработки данных на базе компьютера.The proposed device includes the following elements: a biosensor, consisting of a converter - Clark electrode (1), on which a bioreceptor (2) is placed, which is an enzyme immobilized on a carrier, as well as a measuring cell (3) and a magnetic stirrer (4). The device also contains a computer-based data recording and processing unit.
Основным аналитическим параметром биосенсора является градуировочная зависимость. Для ее построения в измерительную кювету вносили различные концентрации глюкозы. На фиг.2 представлена градуировочная зависимость сенсора на основе ГОД, синтезированной штаммом Penicillium adametzii F-3298 Д. Диапазон определяемых концентраций глюкозы составил 0.05-5 мМ. Отклики сенсора были сняты в 30 мМ калий-фосфатном буферном растворе с pH 6. Чувствительность в области линейного диапазона составила 1.6 (нА/с)/мМ. Время ответной реакции составляло 50 с.The main analytical parameter of the biosensor is the calibration dependence. For its construction, various concentrations of glucose were added to the measuring cell. Figure 2 shows the calibration dependence of the sensor based on the YEAR synthesized by the strain Penicillium adametzii F-3298 D. The range of determined glucose concentrations was 0.05-5 mM. The sensor responses were recorded in a 30 mM potassium phosphate buffer solution with pH 6. The sensitivity in the linear range was 1.6 (nA / s) / mM. The response time was 50 s.
Калибровочную зависимость аппроксимировали трехпараметрическим уравнением Хилла. Кажущиеся кинетические константы приведены в Таблице 1. Для сравнения был исследован коммерческий фермент глюкозооксидаза Aspergillus niger фирмы Sigma. Иммобилизованная ГОД Penicillium adametzii F-3298 Д обладает более высоким значением Vmax пo сравнению с коммерческим ферментом, что свидетельствует о более высокой величине отклика сенсора. При этом ГОД Aspergillus niger имеет более низкую величину Км, по сравнению с ГОД Penicillium adametzii.The calibration dependence was approximated by Hill's three-parameter equation. The apparent kinetic constants are shown in Table 1. For comparison, the commercial enzyme glucose oxidase Aspergillus niger from Sigma was investigated. The immobilized YEAR Penicillium adametzii F-3298 D has a higher V max value compared to a commercial enzyme, which indicates a higher sensor response. Moreover, the YEAR of Aspergillus niger has a lower value of K m , compared to the YEAR of Penicillium adametzii.
В результате проведенных исследований установлены основные свойства глюкозооксидазы Penicillium adametzii F-3298 Д, разработан биосенсор для определения глюкозы, который обеспечивает быстрое определение содержания глюкозы в образце без использования сложного дорогостоящего оборудования. Формирование биорецептора позволяет сократить время анализа.As a result of the studies, the basic properties of Penicillium adametzii F-3298 D glucose oxidase were established, a biosensor for glucose determination was developed, which provides a quick determination of glucose content in a sample without the use of complex and expensive equipment. The formation of a bioreceptor reduces the analysis time.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011152460/15U RU117011U1 (en) | 2011-12-22 | 2011-12-22 | DEVICE FOR DETERMINING THE GLUCOSE CONTENT ON THE BASIS OF PENICILLIUM ADAMETZII GLUCOSOO-OXIDASE AND OXYGEN CLARK TYPE ELECTRODE |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011152460/15U RU117011U1 (en) | 2011-12-22 | 2011-12-22 | DEVICE FOR DETERMINING THE GLUCOSE CONTENT ON THE BASIS OF PENICILLIUM ADAMETZII GLUCOSOO-OXIDASE AND OXYGEN CLARK TYPE ELECTRODE |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU117011U1 true RU117011U1 (en) | 2012-06-10 |
Family
ID=46680393
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011152460/15U RU117011U1 (en) | 2011-12-22 | 2011-12-22 | DEVICE FOR DETERMINING THE GLUCOSE CONTENT ON THE BASIS OF PENICILLIUM ADAMETZII GLUCOSOO-OXIDASE AND OXYGEN CLARK TYPE ELECTRODE |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU117011U1 (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2652913C2 (en) * | 2013-04-24 | 2018-05-03 | Фраунхофер-Гезелльшафт Цур Фердерунг Дер Ангевандтен Форшунг Е.Ф. | Novel glucose oxidase variants |
RU2731646C1 (en) * | 2017-02-17 | 2020-09-07 | Ф. Хоффманн-Ля Рош Аг | Electrode with cross-linked enzyme for continuous monitoring of analyte |
RU204222U1 (en) * | 2020-11-16 | 2021-05-17 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тульский государственный университет" (ТулГУ) | DEVICE FOR DETERMINING GLUCOSE CONTENT IN AQUATIC MEDIA |
RU2800373C1 (en) * | 2022-05-24 | 2023-07-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тульский государственный университет" (ТулГУ) | Device for express evaluation of the quantity of easily oxidable organic substances by the index of biochemical oxygen consumption |
-
2011
- 2011-12-22 RU RU2011152460/15U patent/RU117011U1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2652913C2 (en) * | 2013-04-24 | 2018-05-03 | Фраунхофер-Гезелльшафт Цур Фердерунг Дер Ангевандтен Форшунг Е.Ф. | Novel glucose oxidase variants |
RU2731646C1 (en) * | 2017-02-17 | 2020-09-07 | Ф. Хоффманн-Ля Рош Аг | Electrode with cross-linked enzyme for continuous monitoring of analyte |
US11535881B2 (en) | 2017-02-17 | 2022-12-27 | Roche Diabetes Care, Inc. | Continuous analyte monitoring electrode with crosslinked enzyme |
RU204222U1 (en) * | 2020-11-16 | 2021-05-17 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тульский государственный университет" (ТулГУ) | DEVICE FOR DETERMINING GLUCOSE CONTENT IN AQUATIC MEDIA |
RU2800373C1 (en) * | 2022-05-24 | 2023-07-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тульский государственный университет" (ТулГУ) | Device for express evaluation of the quantity of easily oxidable organic substances by the index of biochemical oxygen consumption |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Clark Jr et al. | Differential anodic enzyme polarography for the measurement of glucose | |
Ang et al. | Development of an amperometric-based glucose biosensor to measure the glucose content of fruit | |
Fang et al. | A disposable amperometric biosensor for determining total cholesterol in whole blood | |
JPS58193452A (en) | Method of measuring lactic acid or its derivative | |
Lawal et al. | Mediated xanthine oxidase potentiometric biosensors for hypoxanthine based on ferrocene carboxylic acid modified electrode | |
Dindar et al. | New urea biosensor based on urease enzyme obtained from Helycobacter pylori | |
RU117011U1 (en) | DEVICE FOR DETERMINING THE GLUCOSE CONTENT ON THE BASIS OF PENICILLIUM ADAMETZII GLUCOSOO-OXIDASE AND OXYGEN CLARK TYPE ELECTRODE | |
Gonchar et al. | Yeast-based biosensors for clinical diagnostics and food control | |
Campanella et al. | Determination of triazine pesticides using a new enzyme inhibition tyrosinase OPEE operating in chloroform | |
KR100866524B1 (en) | Sol-gel compositions for the immobilization of fluorophores and enzymes, and detection kits and methods using the same | |
Yoneyama et al. | Wireless biosensor system for real-time cholesterol monitoring in fish “Nile tilapia” | |
Karakuş et al. | Urea biosensors based on PVC membrane containing palmitic acid | |
Racek et al. | Biosensor for lactate determination in biological fluids. I. Construction and properties of the biosensor | |
Thévenot | Problems in adapting a glucose-oxidase electrochemical sensor into an implantable glucose-sensing device | |
Kulkarni et al. | Biosensors for food and dairy industry | |
Ho et al. | Development of a long-life capillary enzyme bioreactor for the determination of blood glucose | |
RU129930U1 (en) | BIOSENSOR FOR DETERMINING ORGANIC MATTERS BASED ON ADAPTED CELLS GLUCONOBACTER OXYDANS VKM B-1280 AND OXYGEN ELECTRODE CLARK TYPE | |
Han et al. | Clinical determination of glucose in human serum by a tomato skin biosensor | |
Chen et al. | A high selective disposable biosensor based on screen-printed technique with two working electrodes for eliminating interference signals | |
Linda et al. | Measurement of oxygen consumption of Saccharomyces cerevisiae using biochip-c under influenced of sodium chloride and glucose | |
RU66815U1 (en) | DEVICE FOR DETERMINING OLIGO AND POLYSACCHARIDES | |
Atan et al. | Novel zinc oxide nanorod and chitosan-based electrochemical glucose biosensors for glucose assay in human serum samples | |
RU117012U1 (en) | DEVICE FOR DETERMINING THE GLUCOSE CONTENT ON THE BASIS OF PENICILLIUM ADAMETZII Glucose-Oxidase AND pH-SENSITIVE FIELD TRANSISTOR | |
Berezhetska et al. | Conductometric Biosensor Based on Flavocytochrome b 2 for L-Lactate Determination | |
Sezgintürk et al. | A biosensor based on zucchini (Cucurbita Pepo L.) homogenate as a biorecognition layer for ascorbic acid determination |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM9K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20201223 |