RU2408012C1 - Method of detecting amino acid phenylalanine in aqueous solutions using piezoelectric sensor modified with molecular imprinted polymer - Google Patents
Method of detecting amino acid phenylalanine in aqueous solutions using piezoelectric sensor modified with molecular imprinted polymer Download PDFInfo
- Publication number
- RU2408012C1 RU2408012C1 RU2009119023/04A RU2009119023A RU2408012C1 RU 2408012 C1 RU2408012 C1 RU 2408012C1 RU 2009119023/04 A RU2009119023/04 A RU 2009119023/04A RU 2009119023 A RU2009119023 A RU 2009119023A RU 2408012 C1 RU2408012 C1 RU 2408012C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- phenylalanine
- piezoelectric sensor
- piezosensor
- amino acid
- frequency
- Prior art date
Links
Landscapes
- Polyamides (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к химии и может использоваться в клинической и лабораторной диагностике физиологически активных веществ, материалов, контроле качества продукции химической и пищевой промышленности.The invention relates to chemistry and can be used in clinical and laboratory diagnostics of physiologically active substances, materials, quality control of products of the chemical and food industries.
Наиболее близким к заявляемому устройству является пьезосенсор с серебряными электродами на основе молекулярных отпечатков, используемый как иммуносенсор для проточно-инжекционного определения высоко- и низкомолекулярных органических соединений [Калмыкова Е.Н., Ермолаева Т.Н., Еремин С.А. Разработка проточно-инжекционного анализа высоко- и низкомолекулярных соединений. Вестник МГУ Химия.- 2006 №20]. Установка для проточно-инжекционного анализа состоит из перистальтического насоса "Gilson", дозатора, проточной ячейки детектирования объемом 15-20 мкл, включающей серийно выпускаемые отечественные пьезокварцевые сенсоры AT-среза с серебряными электродами диаметром 8 мм и собственной частотой колебаний 8-10 МГц, на поверхности которых иммобилизуют иммунореагенты. Сенсоры контактируют одной стороной с анализируемой жидкой фазой. Силиконовые трубки диаметром 0,16 мм соединяют микроячейку с перистальтическим насосом и дозатором. Скорость потока жидкости составляет 30 мкл/мин. В качестве раствора-носителя используют 5-50 мМ фосфатный буфер (рН 6,8; 7,0; 7,2). Изменение частоты колебаний сенсора с интервалом в 1 минуту регистрируют частотомером.Closest to the claimed device is a piezosensor with silver electrodes based on molecular imprints, used as an immunosensor for flow-injection determination of high and low molecular weight organic compounds [Kalmykova EN, Ermolaeva TN, Eremin S.A. Development of flow-injection analysis of high and low molecular weight compounds. Bulletin of Moscow State University Chemistry. - 2006 No. 20]. The installation for flow-injection analysis consists of a Gilson peristaltic pump, a dispenser, a 15-20 μl flow cell for detection, including commercially available domestic AT-cut piezoelectric quartz sensors with silver electrodes with a diameter of 8 mm and a natural oscillation frequency of 8-10 MHz, at surfaces of which immobilize immunoreagents. Sensors contact on one side with the analyzed liquid phase. Silicone tubes with a diameter of 0.16 mm connect the microcell with a peristaltic pump and a dispenser. The fluid flow rate is 30 μl / min. As a carrier solution, 5-50 mM phosphate buffer (pH 6.8; 7.0; 7.2) is used. The change in the oscillation frequency of the sensor with an interval of 1 minute is recorded with a frequency meter.
Недостатками являются сложность аппаратурного оформления, наличие множества химических реагентов, низкая селективность, низкие показатели кислото- и термостойкости.The disadvantages are the complexity of the hardware design, the presence of many chemicals, low selectivity, low acid and heat resistance.
Целью изобретения является упрощение аппаратурного оформления, сокращение количества используемых химических реагентов, повышение селективности, увеличение показателей кислото- и термостойкости.The aim of the invention is to simplify the hardware design, reducing the number of chemicals used, increasing selectivity, increasing acid and heat resistance.
Указанная цель достигается тем, что в устройстве поверхность пьезосенсора модифицируют полимером с молекулярным отпечатком:This goal is achieved by the fact that in the device the surface of the piezosensor is modified with a polymer with a molecular imprint:
коллоксилин + фенилаланин, или полиамидокислота + фенилаланин.colloxylin + phenylalanine, or polyamido acid + phenylalanine.
Способ осуществляется следующим образом.The method is as follows.
Подготовка пьезосенсора к работе. При выполнении эксперимента применяли резонаторы AT-среза с номинальной резонансной частотой 2,5 МГц.Preparing the piezosensor for work. When performing the experiment, AT-cut resonators with a nominal resonant frequency of 2.5 MHz were used.
Модификация сенсоров. В качестве модификаторов поверхности электродов пьезокварцевых сенсоров используют полимер на основе коллоксилина с молекулярным отпечатком аминокислоты фенилаланин, или полиамидокислоты с молекулярным отпечатком аминокислоты фенилаланин.Modification of sensors. As surface modifiers of the electrodes of piezoelectric quartz sensors, a colloxylin-based polymer with a molecular imprint of the phenylalanine amino acid, or polyamide acid with a molecular imprint of the phenylalanine amino acid, is used.
Пример 1.Example 1
Получение коллоксилина с молекулярным отпечатком фенилаланина (молекулярно-импринтированного полимера на основе коллоксилина).Preparation of colloxylin with a molecular imprint of phenylalanine (a molecularly imprinted colloxylin-based polymer).
Получают коллоксилин согласно методике, описанной в [Е.В.Кузнецов, И.П.Прохорова, Д.А.Файзуллина. Альбом технологических схем производства полимеров и пластических масс на их основе. Издание второе, переработанное и дополненное. - М: Химия, 1976 г.].Receive colloxylin according to the method described in [E.V. Kuznetsov, I.P. Prokhorov, D.A. Fayzullina. An album of technological schemes for the production of polymers and plastics based on them. Second edition, revised and supplemented. - M: Chemistry, 1976].
Вводят молекулы шаблона фенилаланина. Для получения 0,5 г полимера с молекулярными отпечатками 0,045 г (точную навеску) фенилаланина растворяют в 3-5 мл дистиллированной воды, получают раствор А. Готовят смесь этанола и диэтилового эфира в соотношении 1:3 - это раствор В. В раствор В добавляют 0,3 мл раствора А, получают раствор С, при этом раствор С остается прозрачным. Коллоксилин добавляют к раствору С, перемешивают стеклянной палочкой. Образуется вязкий раствор - коллодий. Наносят полимер на пьезосенсор. Электроды пьезосенсоров модифицируют нанесением хроматографическим микрошприцем полимера с молекулярными отпечатками фенилаланина в таком количестве, чтобы после удаления растворителей масса пленки составляла 1,0-2,0 мкг. Затем сенсор помещают на 24 часа в дистиллированную воду для удаления молекулы-шаблона фенилаланина из полимера. После чего сенсор помещают в ячейку детектирования на 3-7 мин для стабилизации нулевого сигнала.Molecules of the phenylalanine template are introduced. To obtain 0.5 g of a polymer with molecular imprints, 0.045 g (accurately weighed) of phenylalanine is dissolved in 3-5 ml of distilled water, solution A is prepared. A mixture of ethanol and diethyl ether in the ratio 1: 3 is prepared - this is solution B. Add to solution B. 0.3 ml of solution A, solution C is obtained, while solution C remains transparent. Colloxylin is added to solution C, stirred with a glass rod. A viscous solution is formed - collodion. The polymer is applied to the piezosensor. The electrodes of the piezosensors are modified by applying a polymer with molecular imprints of phenylalanine by a chromatographic microsyringe so that, after removal of the solvents, the film mass is 1.0-2.0 μg. The sensor is then placed for 24 hours in distilled water to remove the phenylalanine template molecule from the polymer. Then the sensor is placed in the detection cell for 3-7 minutes to stabilize the zero signal.
Число анализов без повторной модификации электрода пьезосенсора 10-15 измерений; время анализа, включая стадию регенерации сенсора, не более 15 мин. Данные анализа представлены в таблице 1. The number of analyzes without repeated modification of the piezosensor electrode 10-15 measurements; analysis time, including the stage of sensor regeneration, not more than 15 minutes The analysis data are presented in table 1.
Пример 2.Example 2
Получение полимера с молекулярным отпечатком фенилаланина на основе полиамидокислоты (молекулярно-импринтированного полимера на основе полиамидокислоты).Obtaining a polymer with a molecular imprint of phenylalanine based on polyamic acid (a molecularly imprinted polymer based on polyamido acid).
В бюкс помещают фенилаланин в количестве 0.045 г (точная навеска) и растворяют в водно-этанольно-бутанольном растворе (12:5:4). Затем в бюкс добавляют полиамидокислоту. Полученную смесь наносят на пьезосенсор с помощью хроматографического микрошприца. Для удаления молекулы-шаблона из полимера пьезосенсор помещают на 24 часа в дистиллированную воду. Затем сенсор помещают в ячейку детектирования на 3-7 мин для стабилизации нулевого сигнала.Phenylalanine in the amount of 0.045 g (accurately weighed) is placed in the bottle and dissolved in an aqueous-ethanol-butanol solution (12: 5: 4). Then polyamic acid is added to the bottle. The resulting mixture is applied to a piezosensor using a chromatographic microsyringe. To remove the template molecule from the polymer, the piezosensor is placed for 24 hours in distilled water. Then the sensor is placed in the detection cell for 3-7 minutes to stabilize the zero signal.
Число анализов без повторной модификации электрода пьезосенсора 20-30 измерений; время анализа, включая стадию регенерации сенсора, не более 15 мин. Данные анализа представлены в таблице 1.The number of analyzes without repeated modification of the piezosensor electrode is 20-30 measurements; analysis time, including the stage of sensor regeneration, not more than 15 minutes The analysis data are presented in table 1.
Снижение рабочей частоты колебаний пьезокварцевых сенсоров на объемно-акустических волнах рассчитывают по уравнению Зауэрбрея [Sauerbrey G.G. Messung von plattenschwingungen sehr kleiner amplitude durch lichtstrom-modulation // Z.Phys. - 1964. - Bd. 178. - S. 457-471]:The decrease in the operating frequency of the oscillations of piezoelectric quartz sensors on body-acoustic waves is calculated according to the Sauerbrey G.G. Messung von plattenschwingungen sehr kleiner amplitude durch lichtstrom-modulation // Z. Phys. - 1964. - Bd. 178. - S. 457-471]:
где m - масса модификатора, г; f0 - резонансная частота пьезосенсора, МГц;where m is the mass of the modifier, g; f 0 is the resonant frequency of the piezosensor, MHz;
Δf - изменение частоты резонатора, Гц; А - площадь поверхности модификатора, см2.Δf is the change in the frequency of the resonator, Hz; A is the surface area of the modifier, cm 2 .
Для пьезокварцевых резонаторов с номинальной частотой колебаний 2,5 МГц отклик после модификации составил fc≈2-6 кГц.For piezoelectric quartz resonators with a nominal frequency of 2.5 MHz, the response after modification was f c ≈ 2-6 kHz.
Детектирование осуществляют после отбора проб автоматической микропипеткой водного раствора аминокислоты фенилаланин концентраций 1·10-2 M, 1·10-3 M, 1·10-4 M, 1·10-5 M, 1·10-6 M в ячейку детектирования и регистрируют аналитический сигнал частотомером в виде резонансной частоты сенсора. Вычисляют относительный сдвиг частоты Δfa по уравнению:Detection is carried out after sampling by an automatic micropipette of an aqueous solution of the phenylalanine amino acid of concentrations 1 · 10 -2 M, 1 · 10 -3 M, 1 · 10 -4 M, 1 · 10 -5 M, 1 · 10 -6 M in the detection cell and register the analytical signal with a frequency meter in the form of a resonant frequency of the sensor. The relative frequency shift Δf a is calculated by the equation:
Δfa=f0-f1,Δf a = f 0 -f 1 ,
где f0 и f1 - частоты колебаний сенсора до и после анализа, Гц.where f 0 and f 1 are the oscillation frequencies of the sensor before and after analysis, Hz.
Использование предложенного способа позволяет упростить аппаратурное оформление, сократить количество используемых химических реагентов, повысить селективность, увеличить показатели кислото- и термостойкости для полиамидокислоты.Using the proposed method allows us to simplify the design, reduce the number of chemicals used, increase selectivity, increase acid and heat resistance for polyamic acid.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009119023/04A RU2408012C1 (en) | 2009-05-21 | 2009-05-21 | Method of detecting amino acid phenylalanine in aqueous solutions using piezoelectric sensor modified with molecular imprinted polymer |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009119023/04A RU2408012C1 (en) | 2009-05-21 | 2009-05-21 | Method of detecting amino acid phenylalanine in aqueous solutions using piezoelectric sensor modified with molecular imprinted polymer |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2408012C1 true RU2408012C1 (en) | 2010-12-27 |
Family
ID=44055873
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2009119023/04A RU2408012C1 (en) | 2009-05-21 | 2009-05-21 | Method of detecting amino acid phenylalanine in aqueous solutions using piezoelectric sensor modified with molecular imprinted polymer |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2408012C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2486505C2 (en) * | 2011-09-13 | 2013-06-27 | Федеральное государственное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военный авиационный инженерный университет" | Method for separate determination of saccharose and phenylalanine |
-
2009
- 2009-05-21 RU RU2009119023/04A patent/RU2408012C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
КАЛМЫКОВА Е.Н., ЕРМОЛАЕВА Т.Н., ЕРЕМИН С.А. Вестник МГУ. Химия, 2006, № 20. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2486505C2 (en) * | 2011-09-13 | 2013-06-27 | Федеральное государственное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военный авиационный инженерный университет" | Method for separate determination of saccharose and phenylalanine |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Feng et al. | Biosensor for the determination of sorbitol based on molecularly imprinted electrosynthesized polymers | |
Kim et al. | Characteristics of a label-free piezoelectric immunosensor detecting Pseudomonas aeruginosa | |
US8802428B2 (en) | Method of detecting microorganisms and microorganism detecting apparatus | |
CN110763797B (en) | Method for measuring sweetening agent for cigarettes by high performance liquid chromatography | |
CN106546727B (en) | A kind of preparation method of Graphene glass chip | |
JP2003307481A (en) | Multichannel biosensor | |
RU2408012C1 (en) | Method of detecting amino acid phenylalanine in aqueous solutions using piezoelectric sensor modified with molecular imprinted polymer | |
WO1999030159A1 (en) | Sensor for detecting biological matter | |
EP1190093A2 (en) | Apparatus and process for monitoring and detecting small molecule-biomolecule interactions | |
US7413892B2 (en) | Systems and methods for molecular recognition | |
Liu et al. | Rapid high-throughput detection of diethylstilbestrol by using the arrayed langasite crystal microbalance combined with gold nanoparticles through competitive immunoassay | |
Mirmohseni et al. | Application of molecularly imprinted polymer for determination of glucose by quartz crystal nanobalance technique | |
Mattiasson et al. | Sampling and sample handling—crucial steps in process monitoring and control | |
US9725752B2 (en) | Resonator and process for performing biological assay | |
JPH05232006A (en) | Olfactory biosensor having piezoelectric crystal bodies, which are arranged at plurality of positions | |
US7331232B2 (en) | Measurement method and biosensor apparatus using resonator | |
JP5116388B2 (en) | Method and apparatus for evaluating optical isomer resolution of chiral stationary phase for chromatography | |
RU2287820C1 (en) | Method for selective assay of nonylphenol in solution by using piezoelectric crystal immunosensor | |
RU2237893C2 (en) | Method of determining o- and m-nitrotoluenes in air | |
RU2497123C2 (en) | Method of detecting chloramphenicol using piezoquartz immunosensor | |
JP4020539B2 (en) | Method for measuring solute concentration in droplets using quartz crystal | |
RU102264U1 (en) | PIEZOSENSOR BASED ON POLYMERS WITH A MOLECULAR PRINTING OF AMINO ACIDS | |
JP2004177258A (en) | Detection sensor | |
RU2366036C1 (en) | Structure of piezo-resonance sensor | |
RU2319958C1 (en) | Method of determining microconcentrations of ammonia vapors in air |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20110522 |