RU2413772C2 - Bioluminescent biomodule for analysing toxicity of various media and preparation method thereof - Google Patents

Bioluminescent biomodule for analysing toxicity of various media and preparation method thereof Download PDF

Info

Publication number
RU2413772C2
RU2413772C2 RU2009110636/10A RU2009110636A RU2413772C2 RU 2413772 C2 RU2413772 C2 RU 2413772C2 RU 2009110636/10 A RU2009110636/10 A RU 2009110636/10A RU 2009110636 A RU2009110636 A RU 2009110636A RU 2413772 C2 RU2413772 C2 RU 2413772C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
biomodule
fmn
gel
nadh
dtt
Prior art date
Application number
RU2009110636/10A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2009110636A (en
Inventor
Валентина Александровна Кратасюк (RU)
Валентина Александровна Кратасюк
Елена Николаевна Есимбекова (RU)
Елена Николаевна Есимбекова
Original Assignee
Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский федеральный университет"
Валентина Александровна Кратасюк
Елена Николаевна Есимбекова
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский федеральный университет", Валентина Александровна Кратасюк, Елена Николаевна Есимбекова filed Critical Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский федеральный университет"
Priority to RU2009110636/10A priority Critical patent/RU2413772C2/en
Publication of RU2009110636A publication Critical patent/RU2009110636A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2413772C2 publication Critical patent/RU2413772C2/en

Links

Images

Abstract

FIELD: chemistry.
SUBSTANCE: biomodule contains the following, immobilised into gel: nicotinamide adenine dinucleotide (NADN): flavine mononucleotide (FMN)-oxidoreductase, myristic aldehyde, NADN, enzyme stabiliser - dithiothreitol in concentration of 1·10-4 M, a FMN solution and a substrate. The method of preparing the biomodule involves preparation of 3-5% gel by boiling a starch suspension in a phosphate buffer or heating a gelatin suspension in a phosphate buffer to 60-80°C, cooling the gel to 24°-30°C, mixing the buffer solution of a bienzymatic system of luminescent bacteria NADN:FMN-oxidoreductase - luciferase, solutions of myristic aldehyde, reduced nicotinamide adenine dinucleotide, enzyme stabiliser - dithiothreitol in concentration of 1·10-4 M with gel, depositing onto the substrate and drying at 4-10°C. The biomodule is activated with a solution of flavin mononucleotide.
EFFECT: invention increases activity output and maximum luminous intensity of the biomodule by 1,3-3 times, increases the time for constant illumination level of the biomodule to 2-20 minutes, increases the storage time of the biomodule without loss of activity by 2 times, increases thermal stability and resistance of the biomodule to chemical factors of the environment.
2 cl, 12 dwg, 12 ex

Description

Изобретение относится к биохимии, в частности к способам получения иммобилизованных ферментов, и может быть использовано в химии, биохимии, медицине, микробиологии, экологии и сельском хозяйстве для анализа веществ биолюминесцентным методом.The invention relates to biochemistry, in particular to methods for producing immobilized enzymes, and can be used in chemistry, biochemistry, medicine, microbiology, ecology and agriculture for the analysis of substances by the bioluminescent method.

Известен биомодуль для анализа токсичности окружающей среды, включающий иммобилизованные рекомбинантные светящиеся бактерии Escherichia coli. Способ изготовления биомодуля состоит в предварительном получении изолированных колоний путем использования среды, содержащей определенный антибиотик, выращивании колоний в течение 12 часов, инокулировании их в 5 мл питательной среды, культивировании в течение 12 часов при температуре 30-37°С, добавлении 100 мкл полученного раствора к 15 мл питательной среды с последующим культивированием до достижения оптической плотности, равной 0.8 при 600 нм. Затем требуется центрифугирование полученных клеточных культур при 6000 g в течение 15 минут, добавление 2-х мл матрикса для иммобилизации к полученному клеточному осадку, тщательное перемешивание и дозирование полученной смеси по 2 мкл в лунки планшетов. После застывания смеси в лунки вносится дополнительное количество питательной среды. В качестве матрикса для иммобилизации используется смесь, состоящая из микроагара (Duchefa, Нидерланды) концентрации 15 г/л и питательной среды Luria-Bertani (Difco, США) в концентрации 30 г/л. Полученный биомодуль необходимо хранить при температуре 4°С [Lee J.H., Mitchell R.J., Kim B.C., Cullen D.C., Gu M.B. A cell array biosensor for environmental toxicity analysis // Biosensors and Bioelectronics, 2005. V.21. P.500-507].Known biomodule for the analysis of environmental toxicity, including immobilized recombinant luminous bacteria Escherichia coli. A method of manufacturing a biomodule consists in preliminary obtaining isolated colonies by using a medium containing a specific antibiotic, growing the colonies for 12 hours, inoculating them in 5 ml of culture medium, culturing for 12 hours at a temperature of 30-37 ° C, adding 100 μl of the resulting solution to 15 ml of culture medium, followed by cultivation to achieve an optical density of 0.8 at 600 nm. Then, centrifugation of the obtained cell cultures at 6000 g for 15 minutes, the addition of 2 ml of a matrix for immobilization to the obtained cell pellet, thorough mixing and dosing of the resulting mixture of 2 μl in the wells are required. After the mixture has hardened, additional nutrient medium is added to the wells. As a matrix for immobilization, a mixture consisting of microagar (Duchefa, Netherlands) with a concentration of 15 g / l and Luria-Bertani nutrient medium (Difco, USA) at a concentration of 30 g / l is used. The resulting biomodule must be stored at 4 ° C [Lee J.H., Mitchell R.J., Kim B.C., Cullen D.C., Gu M.B. A cell array biosensor for environmental toxicity analysis // Biosensors and Bioelectronics, 2005. V.21. P.500-507].

Недостатками известного биомодуля и способа его приготовления являются сложность процедуры его получения, необходимость обеспечения специальных условий для хранения (4°С), длительное время анализа, т.к. необходима предварительная инкубация биомодуля в течение 1 часа при температуре 30°С для восстановления активности светящихся бактерий, а также инкубация биомодуля с анализируемым раствором в течение 30 минут. Кроме того, при проведении анализа требуется дополнительно создавать специфические условия для обеспечения нормальной работы биомодуля: темный бокс, поддержание постоянной температуры (30°С), а сам процесс биотестирования занимает 2 часа. Таким образом, получаемый биомодуль является малопригодным для аналитических исследований, поскольку существенно увеличивает время анализа и уменьшает точность измерений, в частности при проведении длительных анализов.The disadvantages of the known biomodule and the method of its preparation are the complexity of the procedure for its preparation, the need to provide special conditions for storage (4 ° C), a long analysis time, because preliminary incubation of the biomodule for 1 hour at a temperature of 30 ° C is necessary to restore the activity of luminous bacteria, as well as incubation of the biomodule with the analyzed solution for 30 minutes. In addition, during the analysis, it is additionally required to create specific conditions to ensure the normal operation of the biomodule: dark boxing, maintaining a constant temperature (30 ° C), and the biotesting process itself takes 2 hours. Thus, the resulting biomodule is of little use for analytical studies, since it significantly increases the analysis time and reduces the accuracy of measurements, in particular during long-term analyzes.

Наиболее близкими к заявляемому изобретению являются многокомпонентный реагент и способ его приготовления, включающий биферментную систему светящихся бактерий НАДН:ФМН-оксидоредуктаза-люцифераза, субстраты (НАДН, ФМН, миристиновый альдегид), крахмальный гель и фосфатный буфер [пат. №2252963 РФ, МПК C12Q 1/66, C12N 11/04, опубл. 27.05.2005 (прототип)].Closest to the claimed invention are a multicomponent reagent and a method for its preparation, comprising a bienzyme system of luminous bacteria NADH: FMN-oxidoreductase-luciferase, substrates (NADH, FMN, myristin aldehyde), starch gel and phosphate buffer [US Pat. No. 22252963 RF, IPC C12Q 1/66, C12N 11/04, publ. 05/27/2005 (prototype)].

Известно, что прототип содержит в составе используемого препарата ферментов стабилизатор SH-групп ферментов - ДТТ. Однако его количество чрезвычайно мало (0,02 мМ), что приводит к появлению у прототипа ряда существенных недостатков: низкая активность реагента (120 мВ), быстрое уменьшение интенсивности свечения биферментной системы НАДН:ФМН-оксидоредуктаза-люцифераза (интенсивность падает до 0 мВ в течение 2-х минут), а также низкая чувствительность реагента к токсическим веществам и относительно небольшой срок хранения реагента в активном состоянии (180 дней при температуре хранения 4-10°С).It is known that the prototype contains in the composition of the used enzyme preparation a stabilizer of SH-groups of enzymes - DTT. However, its amount is extremely small (0.02 mM), which leads to a number of significant disadvantages of the prototype: low reagent activity (120 mV), a rapid decrease in the luminescence intensity of the NADH: FMN-oxidoreductase-luciferase luminescence system (the intensity drops to 0 mV in within 2 minutes), as well as low sensitivity of the reagent to toxic substances and a relatively short shelf life of the reagent in the active state (180 days at a storage temperature of 4-10 ° C).

Технический результат изобретения заключается в увеличении выхода активности и максимальной интенсивности свечения биомодуля от 30 до 300%, увеличении времени постоянного уровня свечения биомодуля до 2-20 минут, увеличении времени хранения биомодуля без потери активности в 2 раза, повышении термостабильности и устойчивости биомодуля к химическим факторам среды, в обеспечении высокой чувствительности к действию токсических веществ.The technical result of the invention is to increase the activity output and maximum intensity of the biomodule glow from 30 to 300%, increase the time of a constant level of glow of the biomodule up to 2-20 minutes, increase the storage time of the biomodule without loss of activity by 2 times, increase the thermal stability and resistance of the biomodule to chemical factors environment, in ensuring high sensitivity to the action of toxic substances.

Технический результат достигается тем, что в биолюминесцентном биомодуле для анализа токсичности различных сред, содержащем люциферазу, НАДН:ФМН-оксидоредуктазу, миристиновый альдегид, НАДН, иммобилизованные в гель, а также подложку и раствор ФМН, новым является то, что содержится стабилизатор ферментов дитиотрейтол в концентрации 1·10-4 M.The technical result is achieved by the fact that in a bioluminescent biomodule for analyzing the toxicity of various media containing luciferase, NADH: FMN oxidoreductase, myristic aldehyde, NADH immobilized in a gel, as well as a substrate and solution of FMN, it is new that the enzyme stabilizer dithiothreitol in concentration of 1 · 10 -4 M.

Технический результат достигается также и способом приготовления биолюминесцентного биомодуля по п.1, включающим приготовление геля в фосфатном буфере, охлаждение геля до 24-30°С, смешивание буферного раствора биферментной системы светящихся бактерий НАДН:ФМН-оксидоредуктаза-люцифераза, растворов миристинового альдегида, восстановленного никотинамидадениндинуклеотида, стабилизатора ферментов дитиотрейтола в концентрации 1·10-4 M с гелем, дозирование на подложку и высушивание при температуре от выше 4 до 10°С и активацию биомодуля раствором флавинмононуклеотида.The technical result is also achieved by the method for preparing the bioluminescent biomodule according to claim 1, which includes preparing the gel in phosphate buffer, cooling the gel to 24-30 ° C, mixing the buffer solution of the bienzyme system of luminous bacteria NADH: FMN oxidoreductase-luciferase, solutions of myristine aldehyde, reduced nicotinamide adenine dinucleotide, dithiothreitol enzyme stabilizer at a concentration of 1 x 10 -4 M to the gel, dosing on a substrate and drying at a temperature of from above 4 to 10 ° C and the activation biomodule sol rum flavin mononucleotide.

Дополнительное внесение в состав биомодуля дитиотрейтола в концентрации 1·10-4 M позволяет существенно улучшить характеристики биомодуля (активность, время хранения, устойчивость к изменениям рН среды и температуры) при обеспечении высокой чувствительности к действию токсических веществ.The addition of dithiothreitol to the composition of the biomodule at a concentration of 1 · 10 -4 M can significantly improve the characteristics of the biomodule (activity, storage time, resistance to changes in pH and temperature) while ensuring high sensitivity to the action of toxic substances.

В случае когда содержание ДТТ превосходит указанную концентрацию, чувствительность реагента к действию токсических веществ существенно уменьшается, что является недопустимым, поскольку биомодуль предназначен для анализа токсичности различных сред и должен реагировать на присутствие даже малых количеств токсических веществ. По-видимому, в том случае, когда присутствуют избыточные концентрации ДТТ, молекулы ДТТ способны восстанавливать ФМН, а восстановленный ФМН (ФМН·Н2) является субстратом для реакции светоизлучения, катализируемой люциферазой. Таким образом, в присутствии избыточных концентраций ДТТ наблюдается большее светоизлучение даже в присутствии токсических веществ, что и приводит к снижению чувствительности биомодуля к действию токсикантов.When the content of DTT exceeds the specified concentration, the sensitivity of the reagent to the action of toxic substances is significantly reduced, which is unacceptable, since the biomodule is designed to analyze the toxicity of various environments and must respond to the presence of even small amounts of toxic substances. Apparently, in the case where excess concentrations of DTT are present, DTT molecules are able to restore FMN, and reduced FMN (FMN · H 2 ) is a substrate for the light emission reaction catalyzed by luciferase. Thus, in the presence of excess concentrations of DTT, greater light emission is observed even in the presence of toxic substances, which leads to a decrease in the sensitivity of the biomodule to the action of toxicants.

В случае когда концентрация ДТТ в биомодуле ниже указанной концентрации, наблюдается значительное снижение активности биомодуля, быстрое уменьшение интенсивности его свечения, уменьшение времени хранения биомодуля.In the case when the concentration of DTT in the biomodule is lower than the indicated concentration, a significant decrease in the activity of the biomodule, a rapid decrease in the intensity of its glow, a decrease in the storage time of the biomodule are observed.

Сравнение заявляемых технических решений с прототипом и другими техническими решениями из данной области техники позволило установить их соответствие критериям «новизна» и «изобретательский уровень».Comparison of the claimed technical solutions with the prototype and other technical solutions from this technical field made it possible to establish their compliance with the criteria of "novelty" and "inventive step".

На фиг.1 представлены полученные результаты выхода активности биомодуля на основе крахмального геля в зависимости от его состава и способа приготовления (высушивание биомодуля непосредственно в лунках планшета). На фиг.2 дана кинетика свечения биомодуля на основе крахмального геля в зависимости от его состава и способа приготовления (высушивание биомодуля непосредственно в лунках планшета). На фиг.3 представлен выход активности биомодуля на основе крахмального геля в зависимости от его состава и способа приготовления (высушивание биомодуля на лавсане с последующим использованием в планшетном люминометре). На фиг.4 дана кинетика свечения биомодуля на основе крахмального геля в зависимости от его состава и способа приготовления (высушивание биомодуля на лавсане с последующим использованием в планшетном люминометре). На фиг.5 показан выход активности биомодуля на основе крахмального геля в зависимости от его состава и способа приготовления (высушивание биомодуля на лавсане с последующим использованием в кюветном люминометре). На фиг.6 представлена кинетика свечения биомодуля на основе крахмального геля в зависимости от его состава и способа приготовления (высушивание биомодуля на лавсане с последующим использованием в кюветном люминометре). На фиг.7 представлена зависимость активности биомодуля на основе крахмального геля от времени его хранения при температуре +25°С. На фиг.8 представлена кинетика свечения биомодуля на основе желатинового геля при введении в его состав в качестве стабилизатора дитиотрейтола. На фиг.9 представлена зависимость максимальной активности биомодуля на основе крахмального геля от температуры высушивания. На фиг.10 представлена зависимость времени постоянного уровня свечения биомодуля от температуры высушивания. На фиг.11 представлена активность биомодуля, приготовленного на основе крахмального геля, и его чувствительность к бензохинону в зависимости от содержания ДТТ в составе биомодуля. На фиг.12 представлена активность биомодуля, приготовленного на основе крахмального геля, и его чувствительность к CuSO4 в зависимости от содержания ДТТ в составе биомодуля.Figure 1 presents the obtained results of the activity of the biomodule based on starch gel depending on its composition and method of preparation (drying the biomodule directly in the wells of the tablet). Figure 2 gives the kinetics of the glow of the biomodule based on starch gel depending on its composition and method of preparation (drying the biomodule directly in the wells of the tablet). Figure 3 shows the yield of activity of a biomodule based on starch gel depending on its composition and method of preparation (drying the biomodule on lavsan followed by use in a tablet luminometer). Figure 4 shows the kinetics of the glow of the biomodule based on starch gel depending on its composition and method of preparation (drying the biomodule on lavsan followed by use in a tablet luminometer). Figure 5 shows the yield of activity of a biomodule based on starch gel depending on its composition and method of preparation (drying the biomodule on lavsan followed by use in a cuvette luminometer). Figure 6 presents the kinetics of the glow of the biomodule based on starch gel depending on its composition and method of preparation (drying the biomodule on lavsan followed by use in a cuvette luminometer). Figure 7 shows the dependence of the activity of a biomodule based on starch gel on the time of its storage at a temperature of + 25 ° C. On Fig presents the kinetics of the glow of the biomodule based on a gelatin gel when introduced into its composition as a stabilizer of dithiothreitol. Figure 9 shows the dependence of the maximum activity of the starch gel-based biomodule on the drying temperature. Figure 10 shows the time dependence of a constant level of luminescence of the biomodule on the drying temperature. 11 shows the activity of a biomodule prepared on the basis of starch gel, and its sensitivity to benzoquinone, depending on the content of DTT in the composition of the biomodule. On Fig presents the activity of the biomodule, prepared on the basis of starch gel, and its sensitivity to CuSO 4 depending on the content of DTT in the composition of the biomodule.

Биомодуль представляет собой ферментативно-активную субстанцию, состоящую из двух компонентов:The biomodule is an enzymatic active substance consisting of two components:

1. ферментов: (люциферазы и НАДН:ФМН-оксидоредуктазы), субстратов: (НАДН и миристиновый альдегид), стабилизатора ферментов дитиотрейтола и буфера, совместно иммобилизованных в гель;1. enzymes: (luciferase and NADH: FMN oxidoreductases), substrates: (NADH and myristic aldehyde), a stabilizer of the enzymes dithiothreitol and buffer, jointly immobilized in a gel;

2. раствора ФМН.2. FMN solution.

Пример 1.Example 1

Биомодуль для биолюминесцентного анализа готовят следующим образом: раствор биферментной системы НАДН:ФМН-оксидоредуктаза-люцифераза готовят на 0,05 М фосфатном буфере рН 7,0. Растворы НАДН, ФМН и дитиотрейтола (ДТТ) готовят на дистиллированной воде или 0,05 М фосфатном буфере рН 7,0. 0,02% раствор миристинового альдегида готовят из 0,2% спиртового раствора разбавлением в дистиллированной воде или 0,05 М фосфатном буфере рН 7,0. Навеску 0,630 г крахмала помещают в 20 мл 0,05 М фосфатного буфера рН 7,0, интенсивно перемешивают и кипятят полученную смесь до получения прозрачного раствора. К 10 мл охлажденного до 25-28°С геля вносят 50 мкл раствора биферментной системы НАДН:ФМН-оксидоредуктаза-люцифераза, содержащего 20 мкг люциферазы и 0,018 единиц активности НАДН:ФМН-оксидоредуктазы, 200 мкл 5·10-3 М раствора ДТТ, 250 мкл 0,02% раствора миристинового альдегида, 250 мкл раствора НАДН различных концентраций (0,8·10-2 М; 1,6·10-2 М либо 3,2·10-2 М). Дозируют полученную смесь по 50 мкл в лунки планшета, высушивают при температуре 4°С в течение 24 часов. Биомодуль активируют добавлением 150 мкл 3,3·10-5 М раствора ФМН. Свечение регистрируют с помощью планшетного биолюминометра Lumat TriStar (Berthold Technologies, Германия). Выход активности биомодуля Q определяют по формуле:A biomodule for bioluminescence analysis is prepared as follows: a solution of the NADH bienzyme system: FMN-oxidoreductase-luciferase is prepared on 0.05 M phosphate buffer pH 7.0. Solutions of NADH, FMN and dithiothreitol (DTT) are prepared in distilled water or 0.05 M phosphate buffer pH 7.0. A 0.02% myristic aldehyde solution is prepared from a 0.2% alcohol solution by dilution in distilled water or 0.05 M phosphate buffer pH 7.0. A portion of 0.630 g of starch is placed in 20 ml of 0.05 M phosphate buffer pH 7.0, stirred vigorously and boiled the mixture until a clear solution is obtained. To 10 ml of gel cooled to 25-28 ° C, 50 μl of a solution of the NADH: FMN-oxidoreductase-luciferase system containing 20 μg of luciferase and 0.018 units of NADH: FMN-oxidoreductase activity, 200 μl of a 5 · 10 -3 M DTT solution are added, 250 μl of a 0.02% solution of myristic aldehyde, 250 μl of a NADH solution of various concentrations (0.8 · 10 −2 M; 1.6 · 10 −2 M or 3.2 · 10 −2 M). Dose the resulting mixture of 50 μl into the wells of the tablet, dried at a temperature of 4 ° C for 24 hours. The biomodule is activated by adding 150 μl of 3.3 · 10 -5 M FMN solution. Luminescence was recorded using a Lumat TriStar flatbed bioluminometer (Berthold Technologies, Germany). The activity output of the biomodule Q is determined by the formula:

Q=(I1/I2)×100%, гдеQ = (I 1 / I 2 ) × 100%, where

I1 - максимальная интенсивность свечения иммобилизованного биомодуля,I 1 - the maximum intensity of the glow of the immobilized biomodule,

I2 - максимальная интенсивность свечения растворимой биферментной системы (количество ферментов, субстратов и стабилизатора в одном биомодуле соответствует их количеству в растворе при единичном измерении).I 2 is the maximum luminescence intensity of the soluble bienzyme system (the number of enzymes, substrates and stabilizer in one biomodule corresponds to their amount in solution in a single measurement).

При особенности в технологии создания биомодуля, заключающейся во введении в его состав 1·10-4 М ДТТ и дозировании биомодуля в лунки планшета с последующим высушиванием, оптимальным является содержание в диске 4·10-4 М НАДН и 1·10-4 М ДТТ. В этом случае выход активности составляет 3% (фиг.1).In particular, in the technology for creating a biomodule, which consists in introducing 1 · 10 -4 M DTT into it and dosing the biomodule into the wells of the tablet with subsequent drying, it is optimal to have 4 · 10 -4 M NADH and 1 · 10 -4 M DTT in the disk . In this case, the activity yield is 3% (Fig. 1).

Пример 2.Example 2

Иммобилизацию биферментной системы НАДН:ФМН-оксидоредуктаза-люцифераза и ее субстратов проводят аналогичным образом (см. пример 1). К 10 мл охлажденного до 25-28°С геля вносят растворы биферментной системы НАДН:ФМН-оксидоредуктаза-люцифераза, ДТТ, миристинового альдегида и НАДН. Концентрация тетрадеканаля в одном биомодуле составляет 0,0002%, НАДН - 1·10-4 M, ДТТ - 1·10-4 M, содержание люциферазы - 0,2 мкг. Дозируют полученную смесь по 50 мкл в лунки планшета, высушивают при температуре 4°С в течение 24 часов. Биомодуль активируют добавлением 150 мкл 3,3·10-5 М раствора ФМН. Свечение регистрируют с помощью планшетного биолюминометра Lumat TriStar (Berthold Technologies, Германия). Измеряют кинетические характеристики биомодуля (представлены на фиг.2). Введение в состав биомодуля ДТТ позволяет существенно улучшить характеристики биомодуля: увеличить максимальную активность в 2,5 раза, увеличить время постоянного уровня свечения в 3 раза (максимальная интенсивность свечения уменьшается на 10% за 130 с для биомодуля, содержащего в составе дополнительное количество ДТТ) (фиг.2).The immobilization of the NADH bienzyme system: FMN-oxidoreductase-luciferase and its substrates is carried out in a similar manner (see example 1). Solutions of the NADH bienzyme system: FMN-oxidoreductase-luciferase, DTT, myristic aldehyde and NADH are added to 10 ml of gel cooled to 25-28 ° C. The concentration of tetradecanal in one biomodule is 0.0002%, NADH - 1 · 10 -4 M, DTT - 1 · 10 -4 M, luciferase content - 0.2 μg. Dose the resulting mixture of 50 μl into the wells of the tablet, dried at a temperature of 4 ° C for 24 hours. The biomodule is activated by adding 150 μl of 3.3 · 10 -5 M FMN solution. Luminescence was recorded using a Lumat TriStar flatbed bioluminometer (Berthold Technologies, Germany). The kinetic characteristics of the biomodule are measured (shown in FIG. 2). The introduction of the DTT biomodule into the biomodule can significantly improve the biomodule characteristics: increase the maximum activity by 2.5 times, increase the time of a constant level of luminescence by 3 times (the maximum luminescence intensity decreases by 10% in 130 s for a biomodule containing an additional amount of DTT) ( figure 2).

Пример 3.Example 3

Иммобилизацию биферментной системы НАДН:ФМН-оксидоредуктаза-люцифераза и ее субстратов проводят аналогичным образом. К 10 мл охлажденного до 25-28°С геля вносят растворы биферментной системы НАДН:ФМН-оксидоредуктаза-люцифераза, ДТТ, миристинового альдегида и НАДН различных концентраций.The immobilization of the NADH bienzyme system: FMN-oxidoreductase-luciferase and its substrates is carried out in a similar manner. Solutions of the NADH bienzyme system: FMN-oxidoreductase-luciferase, DTT, myristic aldehyde and NADH of various concentrations are added to 10 ml of gel cooled to 25-28 ° C.

Концентрации всех компонентов соответствуют концентрациям в примере 1. Дозируют полученную смесь по 50 мкл на лавсановую пленку, высушивают при температуре 4°С в течение 24 часов. Биомодуль активируют добавлением 150 мкл 3,3·10-5 М раствора ФМН. Свечение регистрируют с помощью планшетного биолюминометра Lumat TriStar (Berthold Technologies, Германия). Использование биомодуля, содержащего ДТТ и предварительно высушенного на лавсане, существенно увеличивает выход активности при проведении измерений в планшетном люминометре: максимальный выход активности Q составляет 18% и наблюдается при концентрациях НАДН и ДТТ, равных соответственно 4·10-4 M и 1·10-4 M (фиг.3).The concentrations of all components correspond to the concentrations in example 1. Dose the resulting mixture of 50 μl per mylar film, dried at 4 ° C for 24 hours. The biomodule is activated by adding 150 μl of 3.3 · 10 -5 M FMN solution. Luminescence was recorded using a Lumat TriStar flatbed bioluminometer (Berthold Technologies, Germany). Using biomodule containing DTT and predried on Dacron, significantly increases the yield of activity when measured in a luminometer tablet: Q maximum yield is 18% activity observed at concentrations of NADH and DTT, equal respectively 4 × 10 -4 M and 1 · 10 - 4 M (FIG. 3).

Пример 4.Example 4

Иммобилизацию биферментной системы НАДН:ФМН-оксидоредуктаза-люцифераза и ее субстратов проводят способом, аналогичным примеру 3. К 10 мл охлажденного до 25-28°С геля вносят растворы биферментной системы НАДН:ФМН-оксидоредуктаза-люцифераза, ДТТ, миристинового альдегида и НАДН. Концентрация тетрадеканаля в одном биомодуле составляет 0,0002%, НАДН - 4·10-4 M, ДТТ - 1·10-4 M, содержание люциферазы - 0,2 мкг. Дозируют полученную смесь по 50 мкл на лавсановую пленку, высушивают при температуре 4°С в течение 24 часов. Биомодуль активируют добавлением 150 мкл 3,3·10-5 М раствора ФМН. Свечение регистрируют с помощью планшетного биолюминометра Lumat TriStar (Berthold Technologies, Германия). Кинетические характеристики биомодуля представлены на фиг.4. Дополнительное введение в состав биомодуля стабилизатора ДТТ позволяет увеличить максимальную активность в 2,8 раза, увеличить время постоянного уровня свечения в 3 раза (максимальная интенсивность свечения уменьшается на 10% за 30 и 90 с для биомодуля, содержащего 0,2·10-4 М ДТТ и 1·10-4 М ДТТ соответственно) (фиг.4).The immobilization of the NADH: FMN-oxidoreductase-luciferase bienzyme system and its substrates is carried out in a manner analogous to Example 3. To 10 ml of gel cooled to 25-28 ° C, solutions of the NADH: FMN-oxidoreductase-luciferase, DTT, myristine N-aldehyde aldehyde are added. The concentration of tetradecanal in one biomodule is 0.0002%, NADH - 4 · 10 -4 M, DTT - 1 · 10 -4 M, luciferase content - 0.2 μg. The resulting mixture is dosed in 50 μl onto the mylar film, dried at 4 ° C for 24 hours. The biomodule is activated by adding 150 μl of 3.3 · 10 -5 M FMN solution. Luminescence was recorded using a Lumat TriStar flatbed bioluminometer (Berthold Technologies, Germany). The kinetic characteristics of the biomodule are presented in figure 4. The additional introduction of the DTT stabilizer into the biomodule allows increasing the maximum activity by 2.8 times and increasing the time of a constant level of luminescence by 3 times (the maximum luminescence intensity decreases by 10% in 30 and 90 s for a biomodule containing 0.2 · 10 -4 M DTT and 1 · 10 -4 M DTT, respectively) (Fig. 4).

Пример 5.Example 5

Иммобилизацию биферментной системы НАДН:ФМН-оксидоредуктаза-люцифераза и ее субстратов проводят аналогичным образом. К 10 мл охлажденного до 25-28°С геля вносят растворы биферментной системы НАДН:ФМН-оксидоредуктаза-люцифераза, ДТТ, миристинового альдегида и НАДН различных концентраций. Концентрации всех компонентов соответствуют концентрациям в примерах 1 и 3. Дозируют полученную смесь по 50 мкл на лавсановую пленку, высушивают при температуре 4°С в течение 24 часов. Биомодуль активируют добавлением 500 мкл 1·10-5 М раствора ФМН. Свечение регистрируют с помощью кюветного биолюминометра Lumat LB 9507 (Berthold Technologies, Германия). Использование биомодуля, предварительно высушенного на лавсане и содержащего ДТТ, существенно увеличивает выход активности при проведении измерений в кюветном люминометре: максимальный выход активности Q составляет 55% и наблюдается при концентрациях НАДН и ДТТ, равных соответственно 2·10-4 и 1·10-4 (фиг.5).The immobilization of the NADH bienzyme system: FMN-oxidoreductase-luciferase and its substrates is carried out in a similar manner. Solutions of the NADH bienzyme system: FMN-oxidoreductase-luciferase, DTT, myristic aldehyde and NADH of various concentrations are added to 10 ml of gel cooled to 25-28 ° C. The concentrations of all components correspond to the concentrations in examples 1 and 3. The resulting mixture is dosed in 50 μl onto the mylar film, dried at 4 ° C for 24 hours. The biomodule is activated by adding 500 μl of 1 · 10 -5 M FMN solution. Luminescence was recorded using a Lumat LB 9507 cuvette bioluminometer (Berthold Technologies, Germany). The use of a biomodule preliminarily dried on Dacron and containing DTT significantly increases the activity yield during measurements in a cuvette luminometer: the maximum activity yield Q is 55% and is observed at NADH and DTT concentrations equal to 2 · 10 -4 and 1 · 10 -4 , respectively (figure 5).

Пример 6.Example 6

Иммобилизацию биферментной системы НАДН:ФМН-оксидоредуктаза-люцифераза и ее субстратов проводят способом, аналогичным примеру 5. К 10 мл охлажденного до 25-28°С геля вносят растворы биферментной системы НАДН:ФМН-оксидоредуктаза-люцифераза, ДТТ, миристинового альдегида и НАДН. Дозируют полученную смесь по 50 мкл на лавсановую пленку, высушивают при температуре 4°С в течение 24 часов. Концентрация тетрадеканаля в одном биомодуле составляет 0,0002%, НАДН - 2·10-4 М, ДТТ - 1·10-4 M, содержание люциферазы - 0,2 мкг. Биомодуль активируют добавлением 500 мкл 1·10-5 М раствора ФМН. Свечение регистрируют с помощью кюветного биолюминометра Lumat LB 9507 (Berthold Technologies, Германия). Кинетические характеристики биомодуля представлены на фиг.6. Введение в состав биомодуля стабилизатора ДТТ позволяет увеличить максимальную активность в 2 раза, снизить скорость падения интенсивности свечения биомодуля, увеличить время постоянного уровня свечения в 2,6 раза (максимальная интенсивность свечения уменьшается на 10% за 50 и 130 с для биомодуля, не содержащего ДТТ и содержащего 1·10-4 М ДТТ соответственно) (фиг.6).The immobilization of the NADH: enzyme system FMN-oxidoreductase-luciferase and its substrates is carried out in a manner analogous to Example 5. To 10 ml of gel cooled to 25-28 ° C, solutions of the NADH: FMN-oxidoreductase-luciferase, DTT, myristine N-aldehyde solution are introduced. The resulting mixture is dosed in 50 μl onto the mylar film, dried at 4 ° C for 24 hours. The concentration of tetradecanal in one biomodule is 0.0002%, NADH - 2 · 10 -4 M, DTT - 1 · 10 -4 M, luciferase content - 0.2 μg. The biomodule is activated by adding 500 μl of 1 · 10 -5 M FMN solution. Luminescence was recorded using a Lumat LB 9507 cuvette bioluminometer (Berthold Technologies, Germany). The kinetic characteristics of the biomodule are presented in Fig.6. The introduction of the DTT stabilizer into the biomodule allows one to increase the maximum activity by a factor of 2, reduce the rate of decrease in the luminescence intensity of the biomodule, increase the time of a constant level of luminescence by 2.6 times (the maximum luminescence intensity decreases by 10% for 50 and 130 s for a biomodule that does not contain DTT and containing 1 · 10 -4 M DTT, respectively) (Fig.6).

Пример 7.Example 7

Иммобилизацию биферментной системы НАДН:ФМН-оксидоредуктаза-люцифераза и ее субстратов проводят способом, аналогичным примеру 5. К 10 мл охлажденного до 25-28°С геля вносят растворы биферментной системы НАДН:ФМН-оксидоредуктаза-люцифераза, ДТТ, миристинового альдегида и НАДН. Дозируют полученную смесь по 50 мкл на лавсановую пленку, высушивают при температуре 4°С в течение 24 часов. Концентрация тетрадеканаля в одном биомодуле составляет 0,0002%, НАДН - 4·10-4 М, ДТТ - 1·10-4 M, содержание люциферазы - 0,2 мкг. Биомодуль активируют добавлением 500 мкл 1·10-5 М раствора ФМН. Свечение регистрируют с помощью кюветного биолюминометра Lumat LB 9507 (Berthold Technologies, Германия). Измеряют активность биомодуля с течением времени при температуре хранения +25°С. Введение в состав биомодуля стабилизатора ДТТ позволяет в 2 раза увеличить срок хранения биомодуля без потери активности (фиг.7).The immobilization of the NADH: enzyme system FMN-oxidoreductase-luciferase and its substrates is carried out in a manner analogous to Example 5. To 10 ml of gel cooled to 25-28 ° C, solutions of the NADH: FMN-oxidoreductase-luciferase, DTT, myristine N-aldehyde solution are introduced. The resulting mixture is dosed in 50 μl onto the mylar film, dried at 4 ° C for 24 hours. The concentration of tetradecanal in one biomodule is 0.0002%, NADH - 4 · 10 -4 M, DTT - 1 · 10 -4 M, luciferase content - 0.2 μg. The biomodule is activated by adding 500 μl of 1 · 10 -5 M FMN solution. Luminescence was recorded using a Lumat LB 9507 cuvette bioluminometer (Berthold Technologies, Germany). Measure the activity of the biomodule over time at a storage temperature of + 25 ° C. The introduction of the stabilizer DTT into the biomodule allows 2 times to increase the shelf life of the biomodule without loss of activity (Fig.7).

Пример 8.Example 8

Иммобилизацию биферментной системы НАДН:ФМН-оксидоредуктаза-люцифераза и ее субстратов проводят в желатиновый гель. Для приготовления геля 0,5 г желатина помещают в 10 мл фосфатного буфера и выдерживают 30 минут для набухания желатина. Полученную суспензию нагревают до 60-80°С, затем охлаждают полученный гель до 25-28°С и последовательно вносят растворы биферментной системы НАДН:ФМН-оксидоредуктаза-люцифераза, миристинового альдегида и НАДН, а также ДТТ в качестве стабилизатора. Дозируют полученную смесь по 50 мкл на лавсановую пленку, высушивают при температуре 4°С в течение 24 часов. Концентрация тетрадеканаля в одном биомодуле составляет 0,0002%, НАДН - 1·10-4 М, ДТТ - 3·10-3 М, содержание люциферазы - 0,2 мкг. Биомодуль активируют добавлением 410 мкл 1,25·10-5 М раствора ФМН. Свечение регистрируют с помощью кюветного биолюминометра Lumat LB 9507 (Berthold Technologies, Германия). Введение в состав биомодуля стабилизатора ДТТ позволяет увеличить максимальную активность на 70% и снизить скорость падения интенсивности свечения биомодуля: максимальная интенсивность свечения биомодуля, содержащего ДТТ, сохраняется на постоянном уровне в течение более чем 20 минут (фиг.8).The immobilization of the NADH bienzyme system: FMN-oxidoreductase-luciferase and its substrates is carried out in a gelatin gel. To prepare the gel, 0.5 g of gelatin is placed in 10 ml of phosphate buffer and incubated for 30 minutes to swell the gelatin. The resulting suspension is heated to 60-80 ° C, then the resulting gel is cooled to 25-28 ° C and solutions of the NADH bienzyme system: FMN-oxidoreductase-luciferase, myristine aldehyde and NADH, and also DTT as a stabilizer are successively added. The resulting mixture is dosed in 50 μl onto the mylar film, dried at 4 ° C for 24 hours. The concentration of tetradecanal in one biomodule is 0.0002%, NADH - 1 · 10 -4 M, DTT - 3 · 10 -3 M, luciferase content - 0.2 μg. The biomodule is activated by adding 410 μl of a 1.25 · 10 -5 M FMN solution. Luminescence was recorded using a Lumat LB 9507 cuvette bioluminometer (Berthold Technologies, Germany). The introduction of the DTT stabilizer into the biomodule allows increasing the maximum activity by 70% and lowering the rate of decrease in the luminescence intensity of the biomodule: the maximum luminescence intensity of the biomodule containing DTT remains at a constant level for more than 20 minutes (Fig. 8).

Пример 9.Example 9

Иммобилизацию биферментной системы НАДН:ФМН-оксидоредуктаза-люцифераза и ее субстратов проводят способом, аналогичным примеру 5. К 10 мл охлажденного до 25-28°С геля вносят растворы биферментной системы НАДН:ФМН-оксидоредуктаза-люцифераза, ДТТ, миристинового альдегида и НАДН. Дозируют полученную смесь по 50 мкл на лавсановую пленку, высушивают при разных температурах: 2°С, 4°С, 6°С, 8°С, 10°С, 12°С и 14°С в течение 24 часов. Биомодуль активируют добавлением 500 мкл 1·10-5 М раствора ФМН. Свечение регистрируют с помощью кюветного биолюминометра Lumat LB 9507 (Berthold Technologies, Германия). При высушивании биомодуля в диапазоне температур от 4°С до 10°С наблюдается увеличение значений максимальной интенсивности свечения биомодуля (фиг.9).The immobilization of the NADH: enzyme system FMN-oxidoreductase-luciferase and its substrates is carried out in a manner analogous to Example 5. To 10 ml of gel cooled to 25-28 ° C, solutions of the NADH: FMN-oxidoreductase-luciferase, DTT, myristine N-aldehyde solution are introduced. The resulting mixture is dosed in 50 μl onto the mylar film, dried at different temperatures: 2 ° C, 4 ° C, 6 ° C, 8 ° C, 10 ° C, 12 ° C and 14 ° C for 24 hours. The biomodule is activated by adding 500 μl of 1 · 10 -5 M FMN solution. Luminescence was recorded using a Lumat LB 9507 cuvette bioluminometer (Berthold Technologies, Germany). When drying the biomodule in the temperature range from 4 ° C to 10 ° C, an increase in the maximum intensity of the glow of the biomodule is observed (Fig. 9).

Пример 10.Example 10

Иммобилизацию биферментной системы НАДН:ФМН-оксидоредуктаза-люцифераза и ее субстратов проводят способом, аналогичным примеру 5. К 10 мл охлажденного до 25-28°С геля вносят растворы биферментной системы НАДН:ФМН-оксидоредуктаза-люцифераза, ДТТ, миристинового альдегида и НАДН. Дозируют полученную смесь по 50 мкл на лавсановую пленку, высушивают при разных температурах: 2°С, 4°С, 6°С, 8°С, 10°С, 12°С и 14°С в течение 24 часов. Биомодуль активируют добавлением 500 мкл 1·10-5 М раствора ФМН. Свечение регистрируют с помощью кюветного биолюминометра Lumat LB 9507 (Berthold Technologies, Германия).The immobilization of the NADH: enzyme system FMN-oxidoreductase-luciferase and its substrates is carried out in a manner analogous to Example 5. To 10 ml of gel cooled to 25-28 ° C, solutions of the NADH: FMN-oxidoreductase-luciferase, DTT, myristine N-aldehyde solution are introduced. The resulting mixture is dosed in 50 μl onto the mylar film, dried at different temperatures: 2 ° C, 4 ° C, 6 ° C, 8 ° C, 10 ° C, 12 ° C and 14 ° C for 24 hours. The biomodule is activated by adding 500 μl of 1 · 10 -5 M FMN solution. Luminescence was recorded using a Lumat LB 9507 cuvette bioluminometer (Berthold Technologies, Germany).

При высушивании биомодуля в диапазоне температур от 4°С до 10°С наблюдается увеличение значений времени постоянного уровня свечения биомодуля (фиг.10).When drying the biomodule in the temperature range from 4 ° C to 10 ° C, an increase in the time values of the constant level of luminescence of the biomodule is observed (Fig. 10).

Пример 11.Example 11

Иммобилизацию биферментной системы НАДН:ФМН-оксидоредуктаза-люцифераза и ее субстратов проводят способом, аналогичным примеру 1. К 10 мл охлажденного до 25-28°С крахмального геля вносят растворы биферментной системы НАДН:ФМН-оксидоредуктаза-люцифераза, ДТТ разной концентрации, миристинового альдегида и НАДН. Дозируют полученную смесь по 50 мкл на лавсановую пленку, высушивают при температуре 4°С в течение 24 часов. Концентрация тетрадеканаля в одном биомодуле составляет 0,0002%, НАДН - 2·10-4 М, ДТТ - от 0,02 мМ до 0,8 мМ, содержание люциферазы - 0,2 мкг.The immobilization of the NADH: FMN-oxidoreductase-luciferase bienzyme system and its substrates is carried out in a manner analogous to Example 1. To 10 ml of starch gel cooled to 25-28 ° C, the NADH: FMN-oxidoreductase-luciferase, DTT aldehyde different concentration solutions are introduced. and NADN. The resulting mixture is dosed in 50 μl onto the mylar film, dried at 4 ° C for 24 hours. The concentration of tetradecanal in one biomodule is 0.0002%, NADH - 2 · 10 -4 M, DTT - from 0.02 mm to 0.8 mm, luciferase content - 0.2 μg.

Определяют чувствительность биомодуля к действию бензохинона. Для измерения параметров свечения в контрольной пробе в кювету биолюминометра Lumat LB 9507 (Berthold Technologies, Германия) последовательно вносят биомодуль, 500 мкл 0,1 М калийфосфатного буфера рН 7,0, 10 мкл 5·10-4 М раствора ФМН и измеряют максимальную интенсивность свечения Ik. После достижения максимального уровня свечения добавляют 50 мкл анализируемого раствора бензохинона и вновь измеряют максимальную интенсивность свечения Iо. Рассчитывают остаточное свечение в присутствии бензохинона: Io/Ik×100%. Чем ниже уровень остаточного свечения, тем выше чувствительность биомодуля к действию токсического вещества.The sensitivity of the biomodule to the action of benzoquinone is determined. To measure the luminescence parameters in a control sample, a biomodule, 500 μl of 0.1 M potassium phosphate buffer pH 7.0, 10 μl of 5 · 10 -4 M FMN solution is sequentially introduced into a cuvette of a Lumat LB 9507 bioluminometer (Berthold Technologies, Germany) and the maximum intensity is measured glow I k . After reaching the maximum level of luminescence, add 50 μl of the analyzed solution of benzoquinone and again measure the maximum luminous intensity I about . Calculate the residual glow in the presence of benzoquinone: I o / I k × 100%. The lower the level of residual glow, the higher the sensitivity of the biomodule to the action of a toxic substance.

Зависимости активности биомодуля и его чувствительности к действию бензохинона от содержания ДТТ в составе биомодуля представлены на фиг.11. Наилучший результат, т.е. высокая чувствительность биомодуля к действию бензохинона в сочетании с высокой активностью, наблюдается при включении в состав биомодуля ДТТ в концентрации 1·10-4 M (фиг.11). Дальнейшее увеличение количества ДТТ в составе биомодуля приводит к снижению его чувствительности к действию токсических веществ, а также к уменьшению его активности. При внесении в состав биомодуля меньших концентраций ДТТ существенно снижается активность биомодуля.The dependences of the activity of the biomodule and its sensitivity to the action of benzoquinone on the content of DTT in the composition of the biomodule are presented in Fig. 11. Best result i.e. the high sensitivity of the biomodule to the action of benzoquinone in combination with high activity is observed when DTT is included in the biomodule at a concentration of 1 · 10 -4 M (Fig. 11). A further increase in the amount of DTT in the biomodule leads to a decrease in its sensitivity to the action of toxic substances, as well as to a decrease in its activity. When lower concentrations of DTT are introduced into the biomodule, the activity of the biomodule is significantly reduced.

Пример 12.Example 12

Иммобилизацию биферментной системы НАДН:ФМН-оксидоредуктаза-люцифераза и ее субстратов проводят способом, аналогичным примеру 1. К 10 мл охлажденного до 25-28°С крахмального геля вносят растворы биферментной системы НАДН:ФМН-оксидоредуктаза-люцифераза, ДТТ разной концентрации, миристинового альдегида и НАДН. Дозируют полученную смесь по 50 мкл на лавсановую пленку, высушивают при температуре 4°С в течение 24 часов. Концентрация тетрадеканаля в одном биомодуле составляет 0,0002%, НАДН - 2·10-4 М, ДТТ - от 0,02 мМ до 0,8 мМ, содержание люциферазы - 0,2 мкг.The immobilization of the NADH: FMN-oxidoreductase-luciferase bienzyme system and its substrates is carried out in a manner analogous to Example 1. To 10 ml of starch gel cooled to 25-28 ° C, the NADH: FMN-oxidoreductase-luciferase, DTT aldehyde different concentration solutions are introduced. and NADN. The resulting mixture is dosed in 50 μl onto the mylar film, dried at 4 ° C for 24 hours. The concentration of tetradecanal in one biomodule is 0.0002%, NADH - 2 · 10 -4 M, DTT - from 0.02 mm to 0.8 mm, luciferase content - 0.2 μg.

Определяют чувствительность биомодуля к действию CuSO4 способом, аналогичным примеру 11. Зависимости активности биомодуля и его чувствительности к действию CuSO4 от содержания ДТТ в составе биомодуля представлены на фиг.12. Наилучший результат, т.е. высокая чувствительность биомодуля к действию CuSO4 в сочетании с высокой активностью, наблюдается при включении в состав биомодуля ДТТ в концентрации 1·10-4 M (фиг.12). Дальнейшее увеличение количества ДТТ в составе биомодуля приводит к снижению его чувствительности к действию токсических веществ, а также к уменьшению его активности. При внесении в состав биомодуля меньших концентраций ДТТ существенно снижается активность биомодуля.Determine the sensitivity of the biomodule to the action of CuSO 4 in a manner analogous to example 11. The dependences of the activity of the biomodule and its sensitivity to the action of CuSO 4 on the content of DTT in the composition of the biomodule are shown in Fig. 12. Best result i.e. the high sensitivity of the biomodule to the action of CuSO 4 in combination with high activity is observed when DTT is included in the biomodule at a concentration of 1 · 10 -4 M (Fig. 12). A further increase in the amount of DTT in the biomodule leads to a decrease in its sensitivity to the action of toxic substances, as well as to a decrease in its activity. When lower concentrations of DTT are introduced into the biomodule, the activity of the biomodule is significantly reduced.

Заявляемый биомодуль отличает длительное стабильное свечение высокой интенсивности, устойчивость к физическим и химическим факторам среды (термостабильность, расширение диапазонов оптимальных для работы биомодуля рН и ионной силы растворов), стабильность при хранении без обеспечения специальных условий (сохраняет активность в течение 1 года при температуре хранения от 4 до 25°С), высокая чувствительность к действию токсических веществ. Биомодуль является дозированным препаратом, предназначенным для проведения одного анализа, и может использоваться в лабораторных и полевых условиях.The inventive biomodule is distinguished by long-term stable luminescence of high intensity, resistance to physical and chemical environmental factors (thermal stability, expansion of the ranges of pH optimal for the biomodule and ionic strength of solutions), storage stability without special conditions (remains active for 1 year at a storage temperature of 4 to 25 ° C), high sensitivity to the action of toxic substances. The biomodule is a dosed product intended for one analysis, and can be used in laboratory and field conditions.

Биолюминесцентный биомодуль предназначен для анализа токсичности различных сред, в том числе определения качества природных, сточных вод и водных растворов; определения токсичности промышленных и бытовых отходов, водных вытяжек из почвы и донных осадков; оценки токсичности воздушной среды; определения наличия вредных веществ в продукции пищевой промышленности и сельского хозяйства; определения степени эндотоксикоза хирургических, терапевтических и онкологических пациентов.Bioluminescent biomodule is designed to analyze the toxicity of various environments, including determining the quality of natural, waste water and aqueous solutions; determination of the toxicity of industrial and household waste, water extracts from the soil and bottom sediments; air toxicity assessments; determination of the presence of harmful substances in products of the food industry and agriculture; determining the degree of endotoxicosis of surgical, therapeutic and oncological patients.

Claims (2)

1. Биолюминесцентный биомодуль для анализа токсичности различных сред, содержащий люциферазу, НАДН:ФМН-оксидоредуктазу, миристиновый альдегид, НАДН, иммобилизованные в гель, а также подложку и раствор ФМН, отличающийся тем, что содержит стабилизатор ферментов дитиотрейтол в концентрации 1·10-4M.1. Bioluminescent biomodule for analysis of the toxicity of various media, containing luciferase, NADH: FMN oxidoreductase, myristic aldehyde, NADH immobilized in a gel, as well as a substrate and an FMN solution, characterized in that it contains 1 × 10 -4 dithiothreitol enzyme stabilizer M. 2. Способ приготовления биолюминесцентного биомодуля по п.1, включающий приготовление геля в фосфатном буфере, охлаждение геля до 24°-30°С, смешивание буферного раствора биферментной системы светящихся бактерий НАДН:ФМН-оксидоредуктаза-люцифераза, растворов миристинового альдегида, восстановленного никотинамидадениндинуклеотида, стабилизатора ферментов дитиотрейтола в концентрации 1·10-4M с гелем, дозирование на подложку и высушивание при температуре от выше 4 до 10°С и активацию биомодуля раствором флавинмононуклеотида. 2. The method of preparation of the bioluminescent biomodule according to claim 1, comprising preparing the gel in phosphate buffer, cooling the gel to 24 ° -30 ° C, mixing the buffer solution of the bienzyme system of luminous bacteria NADH: FMN-oxidoreductase-luciferase, solutions of myristic aldehyde, reduced nicotinamidinidedendenine enzyme stabilizer dithiothreitol at a concentration of 1 · 10 -4 M with gel, dosing on a substrate and drying at a temperature of above 4 to 10 ° C and activation of the biomodule with a solution of flavin mononucleotide.
RU2009110636/10A 2009-03-23 2009-03-23 Bioluminescent biomodule for analysing toxicity of various media and preparation method thereof RU2413772C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009110636/10A RU2413772C2 (en) 2009-03-23 2009-03-23 Bioluminescent biomodule for analysing toxicity of various media and preparation method thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009110636/10A RU2413772C2 (en) 2009-03-23 2009-03-23 Bioluminescent biomodule for analysing toxicity of various media and preparation method thereof

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2009110636A RU2009110636A (en) 2010-09-27
RU2413772C2 true RU2413772C2 (en) 2011-03-10

Family

ID=42939978

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009110636/10A RU2413772C2 (en) 2009-03-23 2009-03-23 Bioluminescent biomodule for analysing toxicity of various media and preparation method thereof

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2413772C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2734621C1 (en) * 2019-10-17 2020-10-21 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский федеральный университет" Enzymatic method of assessing integral toxicity of air

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
КРАТАСЮК В.А и др. Перспективы биолюминесцентного тестирования в экологическом мониторинге. Тезисы докладов Республиканской конференции Региональное природопользование и экологический мониторинг. - Барнаул, 1996 с.101-103. ABAKUMOVA V.V., KRATASYUK V.A. Bioluminescent immobilized sensors. International Workshop on Bioencapsulation. Talk 10, Potsdam, Germany, 1996. КРУЧИНИНА Р.И. и др. Биолюминесцентный метод в оценке загрязнения окружающей среды акрилонитрилом. Методы снижения заболеваемости рабочих промышленных предприятий. Сборник научных трудов. - Красноярск. Красноярский рабочий, 1984, с.9-13. *
ТОРГАШИНА И.Г. Исследование чувствительности иммобилизованного ферментативного реагента для экологических биолюминесцентных тестов. Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук. - Красноярск, 2007. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2734621C1 (en) * 2019-10-17 2020-10-21 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский федеральный университет" Enzymatic method of assessing integral toxicity of air

Also Published As

Publication number Publication date
RU2009110636A (en) 2010-09-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Wu et al. Biosensors for determination of glucose with glucose oxidase immobilized on an eggshell membrane
Cahn Biosensors
Tian et al. Influence of matrices on oxygen sensing of three sensing films with chemically conjugated platinum porphyrin probes and preliminary application for monitoring of oxygen consumption of Escherichia coli (E. coli)
Aynacı et al. An amperometric biosensor for acetylcholine determination prepared from acetylcholinesterase-choline oxidase immobilized in polypyrrole-polyvinylsulpfonate film
CN101451953B (en) Biotoxin detecting method
Horvath et al. In situ fluorescence cell mass measurements of Saccharomyces cerevisiae using cellular tryptophan
Ekiz et al. Electrochemical Polymerization of (2‐Dodecyl‐4, 7‐di (thiophen‐2‐yl)‐2H‐benzo [d][1, 2, 3] triazole): A Novel Matrix for Biomolecule Immobilization
Chiappini et al. A new microbial biosensor for organic water pollution based on measurement of carbon dioxide production
Smutok et al. A novel L-lactate-selective biosensor based on flavocytochrome b2 from methylotrophic yeast Hansenula polymorpha
Fazial et al. Phenylalanine-responsive fluorescent biosensor based on graphene oxide-chitosan nanocomposites catalytic film for non-destructive fish freshness grading
Ghaly et al. Optimum conditions for measuring dehydrogenase activity of Aspergillus niger using TTC
Liu et al. Native biofilm cultured under controllable condition and used in mediated method for BOD measurement
Gonchar et al. Yeast-based biosensors for clinical diagnostics and food control
RU2413772C2 (en) Bioluminescent biomodule for analysing toxicity of various media and preparation method thereof
KR100866524B1 (en) Sol-gel compositions for the immobilization of fluorophores and enzymes, and detection kits and methods using the same
Simonian et al. A biosensor for L-proline determination by use of immobilized microbial cells
Racek et al. Biosensor for lactate determination in biological fluids. I. Construction and properties of the biosensor
Goldner et al. Phenotypically determined resistance of Neisseria gonorrhoeae to normal human serum: environmental factors in subcutaneous chambers in guinea pigs
Casimiri et al. Biosensor for L-lactate determination as an index of E. coli number in crude culture medium
Tsuchida et al. Application of l‐(+)‐lactate electrode for clinical analysis and monitoring of tissue culture medium
RU117011U1 (en) DEVICE FOR DETERMINING THE GLUCOSE CONTENT ON THE BASIS OF PENICILLIUM ADAMETZII GLUCOSOO-OXIDASE AND OXYGEN CLARK TYPE ELECTRODE
Kiba et al. Chemiluminometric branched chain amino acids determination with immobilized enzymes by flow-injection analysis
Zhao et al. The inhibition of Saccharomyces cerevisiae cells by acetic acid quantified by electrochemistry and fluorescence
Tsugawa et al. Nitrous oxide sensing using oxygen-insensitive direct-electron-transfer-type nitrous oxide reductase
Haouz et al. Assay of dehydrogenases with an O2-consuming biosensor

Legal Events

Date Code Title Description
PD4A Correction of name of patent owner
QB4A Licence on use of patent

Free format text: LICENCE

Effective date: 20121114