RU129930U1 - Биосенсор для определения органических веществ на основе адаптированных клеток gluconobacter oxydans вкм в-1280 и кислородного электрода типа кларка - Google Patents
Биосенсор для определения органических веществ на основе адаптированных клеток gluconobacter oxydans вкм в-1280 и кислородного электрода типа кларка Download PDFInfo
- Publication number
- RU129930U1 RU129930U1 RU2012134226/10U RU2012134226U RU129930U1 RU 129930 U1 RU129930 U1 RU 129930U1 RU 2012134226/10 U RU2012134226/10 U RU 2012134226/10U RU 2012134226 U RU2012134226 U RU 2012134226U RU 129930 U1 RU129930 U1 RU 129930U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- biosensor
- gluconobacter oxydans
- bioreceptor
- cells
- oxygen electrode
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)
Abstract
Биосенсор для определения органических веществ в водном растворе, включающий кислородный электрод Кларка, сопряженный посредством фиксатора с биорецептором, содержащим иммобилизованные на носителе адаптированные клетки бактерий Gluconobacter oxydans, в качестве биорецептора использован биорецептор, содержащий клетки штамма бактерий Gluconobacter oxydans BKM В-1280, адаптированные с помощью препарата Гумиком с возможностью направленного изменения чувствительности биосенсора.
Description
Полезная модель относится к области охраны окружающей среды, биотехнологии, пищевой промышленности и сельского хозяйства, а именно к биосенсорным аналитическим устройствам. Устройство может быть использовано для экспресс-определения содержания органических веществ в водных растворах.
Оперативные методы определения содержания органических веществ в водных растворах основаны на использовании биосенсорных анализаторов, в том числе устройств и биосенсоров на основе бактерий Gluconobacter oxydans.
Известно устройство на основе клеток Gluconobacter oxydans BKM В-1227, преобразующее энергию микробного окисления органических соединений в электрическую (патент на полезную модель №108217).
Предложен микробный топливный элемент, использующий суспензию микробных клеток Gluconobacter cerinus BKM B-1283, окисляющих органический субстрат (патент на полезную модель №109758).
Известны биосенсоры для экспресс-определения органических веществ в водных растворах, в которых в качестве биорецептора используют иммобилизованные клетки бактерий Gluconobacter oxydans B-1280 (патенты на полезную модель №66815 и №98190). В указанных биосенсорах детектором служит кислородный электрод Кларка. При проведении анализов, в указанных устройствах с помощью электрода Кларка регистрируют изменение скорости потребления кислорода в ответ на внесение образца содержащего или глюкозу, или уксусную кислоту и этанол.
Задача, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, - создание устройства для определения органических веществ в водных растворах, содержащего рецепторный элемент, чувствительность которого может быть изменена в зависимости от целей анализа.
Технический результат, который может быть получен при использовании предлагаемой полезной модели, заключается в том, что в предлагаемом устройстве биорецептор, содержащий адаптированные клетки бактерий, позволяет быстро изменить чувствительность биосенсора к определяемому веществу: увеличить ответ сенсора на определяемое вещество и уменьшить ответ на вещество-примесь, мешающее определению.
Сущность полезной модели заключается в том, что биосенсор для определения содержания органических веществ в водных растворах включает электрод Кларка, сопряженный с биорецептором, содержащим иммобилизованные на носителе адаптированные клетки бактерий Gluconobacter oxydans В-1280, чувствительность которых к определяемому веществу может быть изменена.
На фиг.1 представлена схема биосенсора для определения содержания органических веществ в водных растворах путем измерения результата активирующего действия органических веществ на дыхание клеток биорецептора, где: 1 - электрод Кларка; 2 - биорецептор, содержащий иммобилизованные на носителе адаптированные клетки бактерий Gluconobacter oxydans B-1280; 3 - фиксатор.
На фиг.2 показано изменение ответа (%) биосенсора на основе адаптированных клеток бактерий Gluconobacter oxydans B-1280 по сравнению с неадаптированными клетками для различных органических веществ, где: а - ответ сенсора на основе адаптированных клеток; 6 - ответ сенсора на основе неадаптированных клеток.
Биосенсор для определения органических веществ включает электрод Кларка 1, на котором размещен биорецептор 2, содержащий иммобилизованные на носителе адаптированные клетки бактерий Gluconobacter oxydans B-1280, с помощью фиксатора 3.
Для создания биорецептора используют штамм Gluconobacter oxydans B-1280, который может быть использован для детекции глюкозы в водном растворе (патент на полезную модель №66815) или этанола в присутствии уксусной кислоты (патент на полезную модель №98190).
Штамм Gluconobacter oxydans B-1280 поддерживают на жидкой среде следующего состава: сорбит - 100 г/л, дрожжевой экстракт - 10 г/л, вода дистиллированная - до 1 литра, - при +4°С, пересев осуществляют каждые 6 месяцев. Для получения биомассы культуру выращивают в конических колбах Эрленмейера на 750 мл, содержащих 100 мл жидкой среды указанного состава, при постоянном перемешивании и температуре 28°С в течении 18 часов. Биомассу отделяют центрифугированием при 10000 g в течение 5 мин, промывают 2 раза 30 мМ калий-фосфатным буфером (рН 6.6) и суспензируют в 30 мМ калий-фосфатном буфере (рН 6.6); концентрация суспензии - 100 мг влажных клеток в мл. Полученную суспензию бактериальных клеток хранят при температуре +4°С и используют для приготовления биорецептора.
Для формирования биорецептора, суспензию бактерий Giuconobacler oxydans B-1280 иммобилизуют на мембране (хроматографическая бумага Whatman GF/A) методом физической сорбции: 5 микролитров суспензии наносят на бумагу в виде капли диаметром 3-4 мм. Полученный биорецептор подсушивают на воздухе в течение 20 минут и фиксируют на измерительной поверхности кислородного электрода Кларка.
Для адаптации бактериальных клеток биорецептора, электрод с зафиксированным на нем рецептором помещают в 30 мМ калий-фосфатный буфер (рН 6.6), содержащий 0.01-0.1 г/л препарата Гумиком, и выдерживают в указанном растворе 18 часов при перемешивании. Затем электрод с биорецептором промывают в 30 мМ калий-фосфатном буфере (рН 6.6) в течение 30 минут и используют для определений.
Препарат Гумиком, используемый для активации бактериальных клеток биорецептора, представляет собой гумино-минсральный комплекс марки А (ТУ 2186-002-13787869-2009), выпускаемый ООО «Эмульсионные технологии» для промышленного сельского хозяйства. Это жидкость темно-коричневого цвета, плотностью 1.21 г/мл, рН 6.5-7.5, следующего состава: гумат калия 4,0-6,0%, азот 0,1-0,3%. фосфор 0,1-0,3%. калий 0,3-0,5%, микроэлементы (В, Мn, Сu, Мо, Zn, Fe, Co, Se).
Принцип определения органических веществ в водных растворах основан на измерении скорости повышения потребления кислорода адаптированными клетками штамма бактерий рецептора в результате активирующего действия органических веществ на метаболизм клеток рецептора, в основном на дыхательную цепь.
Биосенсор для определения органических веществ в водных растворах работает следующим образом. Электрод Кларка 1 с зафиксированным на нем биорецептором 2, содержащим иммобилизованные на носителе и прошедшие адаптацию клетки штамма Gluconobacter oxydans В-1280, помещают в измерительную кювету с 30 мМ калий-фосфатным буфером (рН 6.6) и регистрируют силу тока, отражающую содержание кислорода в буфере (базовый уровень). Все измерения проводят при комнатной температуре и при постоянном перемешивании. Добавляют аликвоту анализируемого образца и регистрируют изменение (уменьшение) силы тока, отражающее снижение содержания кислорода в растворе. Рассчитывают максимальную скорость изменения силы тока (ответ биосенсора, dl/dt - нА/с), которая пропорциональна максимальной скорости повышения потребления кислорода. Полученную величину сравнивают с предварительно построенной калибровочной кривой, отражающей зависимость ответа биосенсора от концентрации анализируемого органического вещества, и определяют содержание вещества в растворе.
Таким образом, предлагаемый биосенсор позволяет с большей чувствительностью быстро определить содержание вещества в водном растворе и не требует больших затрат как на адаптацию клеток биорецептора, так и на изготовление биосенсора.
Claims (1)
- Биосенсор для определения органических веществ в водном растворе, включающий кислородный электрод Кларка, сопряженный посредством фиксатора с биорецептором, содержащим иммобилизованные на носителе адаптированные клетки бактерий Gluconobacter oxydans, в качестве биорецептора использован биорецептор, содержащий клетки штамма бактерий Gluconobacter oxydans BKM В-1280, адаптированные с помощью препарата Гумиком с возможностью направленного изменения чувствительности биосенсора.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012134226/10U RU129930U1 (ru) | 2012-08-10 | 2012-08-10 | Биосенсор для определения органических веществ на основе адаптированных клеток gluconobacter oxydans вкм в-1280 и кислородного электрода типа кларка |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012134226/10U RU129930U1 (ru) | 2012-08-10 | 2012-08-10 | Биосенсор для определения органических веществ на основе адаптированных клеток gluconobacter oxydans вкм в-1280 и кислородного электрода типа кларка |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU129930U1 true RU129930U1 (ru) | 2013-07-10 |
Family
ID=48787733
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012134226/10U RU129930U1 (ru) | 2012-08-10 | 2012-08-10 | Биосенсор для определения органических веществ на основе адаптированных клеток gluconobacter oxydans вкм в-1280 и кислородного электрода типа кларка |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU129930U1 (ru) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2650634C1 (ru) * | 2017-06-20 | 2018-04-16 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный университет" (ФГБОУ ВО "КубГУ") | Биосенсор для определения наличия органических веществ в воде |
RU192836U1 (ru) * | 2019-05-13 | 2019-10-02 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тульский государственный университет" (ТулГУ) | Устройство для экспресс-анализа индекса биохимического потребления кислорода |
RU225914U1 (ru) * | 2023-11-03 | 2024-05-13 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тульский государственный университет" (ТулГУ) | Устройство для быстрого анализа биоразлагаемых органических соединений в водных объектах |
-
2012
- 2012-08-10 RU RU2012134226/10U patent/RU129930U1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2650634C1 (ru) * | 2017-06-20 | 2018-04-16 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный университет" (ФГБОУ ВО "КубГУ") | Биосенсор для определения наличия органических веществ в воде |
RU192836U1 (ru) * | 2019-05-13 | 2019-10-02 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тульский государственный университет" (ТулГУ) | Устройство для экспресс-анализа индекса биохимического потребления кислорода |
RU225914U1 (ru) * | 2023-11-03 | 2024-05-13 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тульский государственный университет" (ТулГУ) | Устройство для быстрого анализа биоразлагаемых органических соединений в водных объектах |
RU2823128C1 (ru) * | 2024-05-10 | 2024-07-18 | Общество с ограниченной ответственностью "ИННОБИОСИСТЕМС" | Биосенсорное аналитическое устройство для детекции уровня загрязнения воды биоразлагаемыми органическими соединениями |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Chen et al. | A fluorescent biosensor based on catalytic activity of platinum nanoparticles for freshness evaluation of aquatic products | |
Arlyapov et al. | BOD biosensor based on the yeast Debaryomyces hansenii immobilized in poly (vinyl alcohol) modified by N-vinylpyrrolidone | |
Arlyapov et al. | Biosensor analyzer for BOD index express control on the basis of the yeast microorganisms Candida maltosa, Candida blankii, and Debaryomyces hansenii | |
Liu et al. | Short-term BOD (BODst) as a parameter for on-line monitoring of biological treatment process: Part I. A novel design of BOD biosensor for easy renewal of bio-receptor | |
CN102053085B (zh) | 四氧化三铁纳米颗粒催化化学发光检测葡萄糖的方法 | |
Mitsubayashi et al. | Gas-phase biosensors: A review | |
Mao et al. | Miniaturized amperometric biosensor based on xanthine oxidase for monitoring hypoxanthine in cell culture media | |
CN112432981A (zh) | 一种基于功能化纳米探针的单细胞电化学传感器及其应用 | |
CN104122215B (zh) | 一种可再生光度探针的制备和应用 | |
Finny et al. | Cerium oxide nanoparticles for chemical and biological sensors: properties, sensing designs, and applications | |
RU129930U1 (ru) | Биосенсор для определения органических веществ на основе адаптированных клеток gluconobacter oxydans вкм в-1280 и кислородного электрода типа кларка | |
Liu et al. | Application of ATP-based bioluminescence technology in bacterial detection: a review | |
CN104990913A (zh) | 一种基于金纳米颗粒生长检测葡萄糖的方法 | |
CN110241064A (zh) | 一种用于汞离子检测的核酸蛋白复合物变构型微生物全细胞传感器的构建及其应用 | |
Gründig et al. | Electron mediator-modified electrode for the determination of glucose in fermentation media | |
CN110514625A (zh) | 一种人体血清叶酸的测定方法 | |
Cammaroto et al. | Use of carbonic anhydrase in electrochemical biosensors for dissolved CO2 | |
RU73975U1 (ru) | Биосенсор для определения загрязненности воды органическими веществами | |
CN113670911A (zh) | 一种基于wst-8显色反应测定活菌总数的方法 | |
RU2207377C2 (ru) | Биосенсорная система для определения 2,4-динитрофенола и ионов нитрита и биосенсоры для этой системы | |
Gibson et al. | Continuous, reliable on-line analysis of fermentation media by simple enzymatic/spectrophotometric assays | |
Mizutani et al. | Determination of hydrogen peroxide based on the charge accumulation and electrochemical reduction at an osmium complex/peroxidase-coated electrode | |
Chen et al. | Detection of hypoxanthine based on the electrochemiluminescent of 6-(4-methoxyphenyl)-2-methylimidazo [1, 2-a] pyrazin-3 (7H)-one on the electrically heated indium–tin-oxide electrode | |
RU204222U1 (ru) | Устройство для определения содержания глюкозы в водных средах | |
RU117012U1 (ru) | УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ ГЛЮКОЗЫ НА ОСНОВЕ ГЛЮКОЗООКСИДАЗЫ PENICILLIUM ADAMETZII И pH-ЧУВСТВИТЕЛЬНОГО ПОЛЕВОГО ТРАНЗИСТОРА |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM9K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20200811 |