RU2654294C2 - Оптический биосенсор необратимых ингибиторов холинэстеразы в воздухе - Google Patents

Оптический биосенсор необратимых ингибиторов холинэстеразы в воздухе Download PDF

Info

Publication number
RU2654294C2
RU2654294C2 RU2016120580A RU2016120580A RU2654294C2 RU 2654294 C2 RU2654294 C2 RU 2654294C2 RU 2016120580 A RU2016120580 A RU 2016120580A RU 2016120580 A RU2016120580 A RU 2016120580A RU 2654294 C2 RU2654294 C2 RU 2654294C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
cholinesterase
fluorescence
complex
ethidium bromide
active component
Prior art date
Application number
RU2016120580A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2016120580A (ru
Original Assignee
Федеральное Государственное бюджетное учреждение "27 Научный центр" Министерства обороны Российской Федерации
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 бюджетное учреждение "27 Научный центр" Министерства обороны Российской Федерации filed Critical Федеральное Государственное бюджетное учреждение "27 Научный центр" Министерства обороны Российской Федерации
Priority to RU2016120580A priority Critical patent/RU2654294C2/ru
Publication of RU2016120580A publication Critical patent/RU2016120580A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2654294C2 publication Critical patent/RU2654294C2/ru

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12Q—MEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
    • C12Q1/00—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
    • C12Q1/34—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving hydrolase
    • C12Q1/44—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving hydrolase involving esterase
    • C12Q1/46—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving hydrolase involving esterase involving cholinesterase
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/75—Systems in which material is subjected to a chemical reaction, the progress or the result of the reaction being investigated
    • G01N21/76—Chemiluminescence; Bioluminescence

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By The Use Of Chemical Reactions (AREA)
  • Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)
  • Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)

Abstract

Изобретение относится к контролю загрязнений окружающей воздушной среды. Оптический биосенсор в воздухе включает: оптический детектор и активный компонент, состоящий из иммобилизованного флуоресцирующего комплекса холинэстеразы с обратимым ингибитором - флуорогеном, интенсивность флуоресценции которого снижается в присутствии необратимого ингибитора с образованием аналитического сигнала - снижения интенсивности флуоресценции активного компонента биосенсора. Активный компонент оптического биосенсора состоит из комплекса холинэстеразы с обратимым ингибитором - флуорогеном бромидом этидия, иммобилизованного золь-гель методом. Технический результат заключается в увеличении чувствительности оптического биосенсора к необратимым ингибиторам холинэстеразы, а также в повышении скорости формирования аналитического сигнала. 2 з.п. ф-лы, 6 ил., 2 табл.

Description

Настоящее изобретение относится к области техники, предназначенной для контроля загрязнений окружающей воздушной среды фосфорорганическими ингибиторами (ФОИ) холинэстеразы, в частности, фосфорорганическими инсектицидами.
За последние годы во многих продуктах питания обнаружено превышение допустимых норм содержания инсектицидов в ряде европейских стран. Согласно статистическим данным, отравления токсичными фосфорорганическими соединениями - одна из серьезных проблем здравоохранения, являющаяся причиной ежегодной смерти в мире более 200000 человек (Masson P., Rochu D. Acta Nature. 2009. №1. P. 68). Приведенные данные послужили основанием для принятия Евросоюзом решения ограничить производство инсектицидов. Кроме того, существует вероятность реальной угрозы применения фосфорорганических отравляющих веществ (ФОВ) в террористических целях.
Высокая токсичность и кумулятивное действие многих ФОИ холинэстеразы (ХЭ) обусловливают высокие требования по чувствительности, а также к скорости формирования аналитического сигнала к техническим средствам (ТС), предназначенным для мониторинга окружающей воздушной среды на их наличие ФОИ). Так, санитарные требования к содержанию фосфорорганических отравляющих веществ (ФОВ) в атмосферном воздухе населенных пунктов составляют 10-8-10-7 мг/м3.
Технические характеристики известных к настоящему времени газосигнализаторов, предназначенных для мониторинга атмосферного воздуха на содержание фосфорорганических ингибиторов (ФОИ), не в полной мере соответствуют современным требованиям по оптимальному соотношению параметров «чувствительность - время формирования аналитического сигнала», поскольку работают в циклическом режиме. Так, например, время выдачи сигнала при настройке на определение низких концентраций ФОВ с использованием ГСА-14 предусмотрено за 2 минуты 40 с.
Следовательно, создание технического средства (ТС), соответствующего современным требованиям по мониторингу содержания ФОИ в атмосферном воздухе и своевременному оповещению населения, остается актуальной задачей.
В полевых условиях целесообразно использование для определения ФОИ наиболее простых по устройству и удобных в эксплуатации аналитических ТС типа биосенсор - устройства, состоящего из активного компонента и преобразователя аналитического сигнала в регистрируемый сигнал (световой, звуковой и т.п.).
Преимущественное использование в чрезвычайных ситуациях ТС для определения ФОИ на основе биохимического метода (БХМ) связано с его более высокой чувствительностью по сравнению с ТС, основанными на физико-химических методах. Следует отметить, что все ингибиторы холинэстеразы токсичны для человека. Важно также, что БХМ учитывает возможное проявление ФОИ потенцирующего синергизма при наличии в анализируемой пробе или воздухе ксенобиотиков.
Оптические биосенсоры (ОБС), разработанные на основе флуоресцентного метода регистрации аналитического сигнала, можно отнести к числу наиболее чувствительных и быстродействующих. Современные достижения в области оптоэлектроники позволяют с высокой чувствительностью регистрировать интенсивность флуоресценции и упростить само устройство биосенсора. Наибольшей чувствительностью к ФОИ отличаются ОБС на основе ХЭ с флуоресцентной меткой. Преимущество в простоте конструкции и эксплуатации имеют ОБС с бессубстратной аналитической системой.
Заявляемое изобретение направлено на создание оптического бессубстратного биосенсора для мониторинга окружающей воздушной среды на наличие необратимых ингибиторов ХЭ, характеризующегося высокой чувствительностью и специфичностью, на основе модификации данного фермента флуоресцентной меткой.
Известен ряд биосенсоров аналогичного назначения.
Биосенсором - аналогом заявляемого изобретения является бессубстратный ОБС для мониторинга содержания ФОВ в воздухе, основанный на образовании не флуоресцирующего комплекса ацетилхолинэстеразы (АХЭ) с обратимым ингибитором - флуорофором N-метилакридином (Гайнуллина Э.Т., Еремин С.А., Рыбальченко И.В., Рыжиков С.Б., Таранченко В.Ф. Патент №2165458 РФ. Б.и., 2001, №4). При воздействии ФОИ на такой не флуоресцирующий комплекс АХЭ с флуорофором, например, диизопропилфторфосфата, интенсивность флуоресценции активного компонента увеличивается. Наблюдаемый эффект обусловлен ингибированием АХЭ, что ведет к смещению равновесия в реакционной системе в сторону диссоциации комплекса АХЭ-флуорофор, увеличению концентрации свободного обратимого ингибитора - флуорофора, и, как следствие, к увеличению интенсивности флуоресценции активного компонента. Однако обсуждаемый ОБС не отвечает современным требованиям по соотношению параметров «чувствительность - время формирования аналитического сигнала».
К биосенсорам - аналогам заявляемого изобретения следует отнести и универсальный бессубстратный ОБС, предназначенный для определения ФОИ в атмосферном воздухе (Bauer D. Patent №7449299 USA. Б.и., 2008, №7). В модификации ОБС на основе того же активного компонента предусмотрено устройство для контакта с образцом, который может содержать ФОИ.
Активный компонент данного ОБС содержит модифицированную АХЭ и включает: 1) флуорофор-донор, содержащий наночастичку со скрытой квантовой точкой, 2) АХЭ, 3) акцепторный флуорофор. Донорный и акцепторный флуорофоры связаны с АХЭ, среднее расстояние между донором и акцептором составляет ~600 нм.. Флуорофор-донор со скрытой квантовой точкой включает CdS и CdSe, а акцепторный флуорофор является производным флуоресцеина. При этом акцепторный флуорофор способен к поглощению излучения флуорофора-донора. Модифицированная по такой технологии АХЭ включена в гидрогель желатина. Технический результат данным ОБС обеспечивается мониторингом изменения структуры активного центра фермента при воздействии ФОИ путем регистрации безызлучательного резонансного переноса энергии флуоресценции донора к акцептору. Однако изменения в структуре активного центра фермента при воздействии ФОИ незначительные, что не позволяет достигнуть высокой чувствительности. Расстояние между донором и акцептором в модифицированной АХЭ активного компонента данного ОБС составляет ~200-1000 нм, что значительно больше радиуса Ферстера (200-500 нм). Предложенная модификация АХЭ не способствует достижению высокой чувствительности. Кроме того, технология изготовления активного ОБС весьма сложна.
Наиболее близким аналогом (прототипом) является ОБС на основе комплекса АХЭ с обратимым ингибитором - флуорогеном тиофлавином T (ТФ). (Антохин A.M., Андреев О.И., Гайнуллина Э.Т. Патент №2386120 РФ. Б.и., 2010, №4). ТФ одновременно является активатором фосфорилирования активного центра холинэстеразы (активатором) (Radio Z, Taylor P. Chemico-biological interac. 1999. №119-120. P. 111).
Выбор ТФ для разработки данного ОБС определялся высокой интенсивностью флуоресценции его комплекса с АХЭ эритроцитов человека, в сотни раз превосходящей интенсивность флуоресценции исходного ТФ на длине волны λ~490 нм при возбуждении излучением с λ=448 нм (Антохин A.M., Гайнуллина Э.Т., Рыжиков С.Б., Таранченко В.Ф., Яваева Д.К. Бюл. эксперим. биол. и мед. 2009. Т. 147. С. 119).
Структурная формула ТФ представлена на фиг. 1.
Технический результат данным ОБС основан на смещении равновесия в аналитической системе при воздействии необратимого ингибитора In на ацетилхолинэстеразу E в сторону образования фермент-ингибиторного комплекса EIn, что, в свою очередь, приводит к диссоциации флуоресцирующего комплекса EIf и снижению интенсивности флуоресценции активного компонента ОБС, как это представлено на фиг. 2, где: Е - АХЭ, If - флуороген-активатор, In - необратимый ингибитор.
Интенсивность флуоресценции ОБС - прототипа при воздействии инсектицидов (~50 нМ) диэтил(3,5,6-трихлорпиридин-2-ил)фосфата или дихлофоса снижается на 50% относительно исходной интенсивности флуоресценции ОБС. ОБС характеризуется высокой скоростью формирования аналитического сигнала за 10-15 с.
Конструкция оптической части ОБС представлена на фиг. 3 в виде блок-схемы, на которой: 1 - лазерный источник света, 2 - модулятор, 3 - активный компонент, 4 - фильтр, 5 - линза, 6 - фотоприемник, 7 - синхронный усилитель, 8 - регистрирующее устройство.
Наличие в оптической части ОБС лазерного источника света для возбуждения активного компонента, модулятора и синхронного усилителя позволяет увеличить чувствительность ОБС в целом.
Приведенные данные позволяют прогнозировать высокую чувствительность ОБС к ФОИ на основе обратимого ингибитора флуорогена - активатора, образующего с ХЭ флуоресцирующий комплекс с высоким квантовым выходом, а также высокую скорость формирования аналитического сигнала, учитывая огромную скорость образования комплекса фермента с необратимым ингибитором.
Недостатком данного ОБС является невысокая стабильность его работы при наличии в окружающей воздушной среде различных примесей, что обусловлено вхождением в состав аналитического реагента комплекса АХЭ с флуорогеном ТФ. ТФ относится к группе индикаторов типа "молекулярный ротор", на компланарность его структуры, а, следовательно, на интенсивность его флуоресценции влияет целый ряд факторов (температура, наличие в окружающем воздухе кислых и основных паров и других примесей). ТФ образует флуоресцирующие комплексы только с АХЭ.
Важно отметить: полоса флуоресценции ТФ и его комплекса с АХЭ совпадают (λ=490 нм), что снижает специфичность анализа.
Предлагаемое решение авторами заявляемого изобретения направлено на увеличение специфичности и чувствительности ОБС - прототипа к необратимым ингибиторам ХЭ, а также стабильности работы во времени. Технический результат достигается путем использования авторами в качестве аналитического реагента активного компонента ОБС комплекса бутирилхолинэстеразы (БХЭ) с обратимым ингибитором-флурогеном 3,8-диамино-5-этил-6-фенилфенантридиум бромидом (бромидом этидия), являющимся одновременно активатором фосфорилирования холинэстеразы. Формула бромида этидия представлена на фиг. 4.
Бромид этидия имеет ряд преимуществ, по сравнению с известными флуорогенами, образующими флуоресцирующие комплексы с ХЭ:
1) его полоса флуоресценции находится в красной области спектра (λмакс ~610 нм при возбуждении излучением с λ=470 нм), удаленной от полос флуоресценции триптофана и других ароматических аминокислот, что вносит вклад в повышение специфичности анализа;
2) образует интенсивно флуоресцирующие комплексы не только с АХЭ эритроцитов человека, но и с АХЭ эритроцитов быка, БХЭ человека и лошади, а также с пропионилхолинэстеразой зрительных ганглиев кальмара;
3) в составе комплекса с холинэстеразой флуоресцирует в условиях (pH, температура), оптимальных для ее ингибирования фосфорорганическими ингибиторами;
4) отсутствует концентрационное тушение флуоресценции бромида этидия и его комплексов с холинэстеразой в исследованном интервале концентраций реагентов;
5) образует с холинэстеразами комплексы, спектры поглощения (фиг. 5) и флуоресценции (фиг. 6) которых отличаются от соответствующих спектров самого бромида этидия, что обеспечивает прямой метод определения фосфорорганических ингибиторов ХЭ, в том числе ФОВ и существенно повышает специфичность анализа.
На фиг. 5 представлены спектры поглощения бромида этидия и его комплекса с БХЭ лошади: 9 - бромида этидия (7.5 мкМ), 10 - комплекса бромид этидия с БХЭ лошади (0.50 Е/мл).
Важной особенностью бромида этидия является образование с холинэстеразами комплексов, полосы флуоресценции которых отличаются от соответствующих полос самого бромида этидия (фиг. 6), что открывает перспективу использования для регистрации аналитического сигнала метода резонансного переноса энергии флуоресценции - одного из самых чувствительных методов измерения интенсивности флуоресценции (Higgins В. Chemical and biological sensor controls. The world of electronics, 2005. P. 1.
На фиг. 6 представлены спектры флуоресценции при возбуждении λ=470 нм: 11 - бромида этидия (0.6 мкмоль/л), 12 и 10 - комплексов бромида этидия с БХЭ лошади (0.36 Е/мл и 0,50 Е/мл, соответственно)
Зависимость интенсивности флуоресценции от активности БХЭ при возбуждении длиной волны
Figure 00000001
, соответствующей длине волны поглощения бромида этидия, носит сложный характер. В определенном интервале относительно низкой активности фермента (фиг. 6) имеет место повышение интенсивности флуоресценции на длине волны ~610 нм, что обусловлено резонансным переносом энергии флуоресценции комплекса бромида этидия с БХЭ с длины волны 550 нм, на длину волны ~610 нм, соответствующую полосе флуоресценции бромида этидия. При этом зависимость интенсивность флуоресценции на длине волны ~610 нм по мере увеличения активности БХЭ в интервале 0,20 Е/мл - 0,45 Е/мл при исследованном соотношении реагентов носит линейный характер. После добавления фермента к раствору бромида этидия увеличение интенсивности флуоресценции на длине волны ~610 нм регистрируется в пределах 10 с, при этом зарегистрированная интенсивность флуоресценции остается стабильной более 30 мин. В присутствии ФОИ, в частности фосфорорганического инсектицида параоксона, интенсивность флуоресценции на длине волны 610 нм снижается в пределах 10-15 с.
Дальнейшее повышение активности БХЭ ведет к появлению новой полосы флуоресценции на длине волны ~550 нм, соответствующей полосе флуоресценции комплекса бромида этидия с БХЭ, и постепенному снижению интенсивности флуоресценции на длине волны ~610 нм. Наблюдаемый эффект обусловлен уменьшением концентрации свободного бромида этидия по мере связывания в комплекс с БХЭ, что ведет к снижению интенсивности флуоресценции на длине волны ~610 нм и появлению новой полосы флуоресценции на длине волны 550 нм.
Зависимость интенсивности флуоресценции комплекса бромида этидия с БХЭ при λ ~550 нм по мере увеличения активности фермента (x) в исследованном интервале активности фермента (0.5-2,0. Е/мл) имеет линейный характер:
Figure 00000002
При воздействии фосфорорганического инсектицида параоксона интенсивность флуоресценции Iфл системы бромид этидия - БХЭ на длине волны 550 нм снижается в течение 10-15 с. Зависимость интенсивности флуоресценции системы бромид этидия - БХЭ от концентрации параоксона (x) в исследованном интервале концентраций носит линейный характер и может быть представлена в виде:
Figure 00000003
На основе приведенных выше данных авторами заявляемого изобретения разработан флуоресцентный ОБС для мониторинга окружающего воздуха на содержание необратимых ингибиторов ХЭ, характеризующийся высокой чувствительностью и быстродействием. Активный компонент ОБС представляет собой комплекс бромида этидия с БХЭ лошади, иммобилизованный золь-гель методом, размещенный на нейтральной полимерной пленке.
Технический результат предлагаемым ОБС достигается аналогично техническому результату ОБС - прототипа и также может быть представлен схемой на фиг. 2.
Исследования показали, что данный активный компонент в присутствии параоксона дает устойчивый сигнал за 10-15 с. В предлагаемым ОБС реализован прямой метод определения ФОИ, в том числе ФОВ, что существенно повышает специфичность определения.
Скорость формирования аналитического сигнала (в виде тушения флуоресценции) прямо пропорциональна концентрации необратимого ингибитора In, значению константы скорости образования фермент-ингибиторного комплекса EIn, концентрации комплекса EIf и значению его константы диссоциации.
Конструкция оптической части предлагаемого ОБС идентична конструкции оптической части ОБС - прототипа, представленной на фиг. 3 виде блок-схемы.
Пример 1. Изготовление активного компонента
Реагенты. Тетраэтоксисилан (TEOS) и бромид этидия фирмы Sigma. Бутирилхолинэстераза - фирмы «Биомед» (Россия).
Иммобилизация. Раствор геля был приготовлен перемешиванием 4,5 мл TEOS, 1,4 мл бидистиллята и 0,10 мл 0,1 М НС1 в стеклянном сосуде 5 часов до прозрачного состояния и оставлен на ночь при комнатной температуре.
Для получения активного компонента 3 мкл полученного прозрачного раствора геля и 10 мкл фосфатного буфера (pH 8) тщательно перемешивают (раствор №1). Затем 30 мкл раствора фермента в буфере (100 Е/мл) смешивают с 3 мкл раствора бромида этидия (0,02 мг/мл). Полученный таким образом раствор комплекса бромида этидия с бутирилхолинэстеразой добавляют к 3 мкл раствора №1 при очень интенсивном перемешивании. Смесь заливают в формочку диаметром 10 мм и толщиной 1 мм и оставляют на 5 дней в холодильнике при 4°C.
Пример 2. Результаты определения параоксона активным компонентом биосенсора прототипа и предлагаемого биосенсора на длине волны 610 нм.
Figure 00000004
Figure 00000005
Из представленных в таблице данных следует, что чувствительность к параоксону предложенного оптического биосенсора существенно выше, чем прототипа.
Таким образом, использование в качестве активного компонента биосенсора активного компонента, состоящего из иммобилизованного флуоресцирующего комплекса бутирилхолинэстеразы с обратимым ингибитором - флуорогеном бромидом этидия позволяет сконструировать ОБС, более специфичный и чувствительный к необратимым ингибиторам холинэстеразы, по равнению с ОБС прототипом.
Авторы полагают, что успешное использование достижений в области нанотехнологий при создании уникальных конструкционных материалов, полупроводников, датчиков обнаружения химических веществ, компьютеров, производительность которых на несколько порядков выше, чем у существующих, открывает перспективу модификации предлагаемого авторами биосенсора для индивидуального назначения (Антипов В.Б., Завьялова Н.В., Ефременко Е.Н., Ковтун В.А., Носичков СП., Антипов А.Б., Завьялов В.В. Доклады академии военных наук. 2016. №4 (68). С 82-89).
В таблице 2 сопоставлены существенные отличительные признаки ОБС прототипа и предлагаемого ОБС.
Figure 00000006
Figure 00000007
Figure 00000008
Литература
1. Антохин A.M., Гайнуллина Э.Т., Рыжиков С.Б., Таранченко В.Ф., Яваева Д.К. Бюл. эксперим. биол. и мед. 2009. Т. 147. С. 119.
2. Гайнуллина Э.Т., Еремин С.А., Рыбальченко И.В., Рыжиков С.Б., Таранченко В.Ф. Патент №2165458 РФ. Б.и., 2001, №4.
3. Антипов В.Б., Завьялова Н.В., Ефременко Е.Н., Ковтун В.А., Носичков С.П., Антипов А.Б., Завьялов В.В. Доклады академии военных наук. 2016. №4 (68). С 82-89.
4. Bauer D. Patent №7449299 USA. Б.и., 2008, №7.
5. Higgins В. Chemical and biological sensor controls. The world of electronics, 2005. P. 1.
6. Masson P., Rochu D. Acta Nature. 2009. №1. P. 68.
7. Radio Z, Taylor P. // Chemico-biological interac. 1999. №119-120. P. 111.

Claims (3)

1. Оптический биосенсор необратимых ингибиторов холинэстеразы в воздухе, включающий оптический детектор и активный компонент, состоящий из иммобилизованного флуоресцирующего комплекса холинэстеразы с обратимым ингибитором - флуорогеном, интенсивность флуоресценции которого снижается в присутствии необратимого ингибитора с образованием аналитического сигнала - снижения интенсивности флуоресценции активного компонента биосенсора, отличающийся тем, что активный компонент состоит из комплекса холинэстеразы с обратимым ингибитором - флуорогеном бромидом этидия, иммобилизованного золь-гель методом.
2. Оптический биосенсор по п. 1, отличающийся тем, что в качестве аналитического реагента активного компонента могут быть использованы флуоресцирующие комплексы бромида этидия и с бутирилхолинэстеразой, и с ацетилхолинэстеразой.
3. Оптический биосенсор по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что использование в качестве аналитического реагента комплекса бромида этидия с холинэстеразой, полоса флуоресценции которого отличается от полосы флуоресценции самого бромида этидия, позволяет повысить и специфичность, и чувствительность определения необратимого ингибитора холинэстеразы благодаря использованию для регистрации аналитического сигнала биосенсора метода резонансного переноса энергии флуоресценции.
RU2016120580A 2016-05-26 2016-05-26 Оптический биосенсор необратимых ингибиторов холинэстеразы в воздухе RU2654294C2 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016120580A RU2654294C2 (ru) 2016-05-26 2016-05-26 Оптический биосенсор необратимых ингибиторов холинэстеразы в воздухе

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016120580A RU2654294C2 (ru) 2016-05-26 2016-05-26 Оптический биосенсор необратимых ингибиторов холинэстеразы в воздухе

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2016120580A RU2016120580A (ru) 2017-11-30
RU2654294C2 true RU2654294C2 (ru) 2018-05-17

Family

ID=60580814

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016120580A RU2654294C2 (ru) 2016-05-26 2016-05-26 Оптический биосенсор необратимых ингибиторов холинэстеразы в воздухе

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2654294C2 (ru)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2198394C2 (ru) * 2000-12-18 2003-02-10 Военный университет радиационной, химической и биологической защиты Оптический биосенсор необратимых ингибиторов холинэстеразы в воздухе
RU2386120C2 (ru) * 2007-07-31 2010-04-10 Андрей Михайлович Антохин Оптический биосенсор необратимых ингибиторов холинэстеразы в воздухе
US20120160708A1 (en) * 2007-05-16 2012-06-28 The Regents Of The University Of Michigan Nanostructured Biosensor Containing Neuropathy Target Esterase Activity

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2198394C2 (ru) * 2000-12-18 2003-02-10 Военный университет радиационной, химической и биологической защиты Оптический биосенсор необратимых ингибиторов холинэстеразы в воздухе
US20120160708A1 (en) * 2007-05-16 2012-06-28 The Regents Of The University Of Michigan Nanostructured Biosensor Containing Neuropathy Target Esterase Activity
RU2386120C2 (ru) * 2007-07-31 2010-04-10 Андрей Михайлович Антохин Оптический биосенсор необратимых ингибиторов холинэстеразы в воздухе

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
SCHASFOORT R. B. M., et all., "DETECTION OF INHIBITORY COMPOUNDS OF ACETYLCHOLINE ESTERASE WITH A NOVEL ION RESPONDING IMPEDANCE SENSOR (IRIS)", SENSORS AND ACTUATORS B: CHEMICAL,Том 18, N 1-3, стр. 175-177, 1994 г. *
SCHASFOORT R. B. M., et all., "DETECTION OF INHIBITORY COMPOUNDS OF ACETYLCHOLINE ESTERASE WITH A NOVEL ION RESPONDING IMPEDANCE SENSOR (IRIS)", SENSORS AND ACTUATORS B: CHEMICAL,Том 18, N 1-3, стр. 175-177, 1994 г. АНТОХИН А. М. И ДР. "НАПРАВЛЕНИЯ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ МОНИТОРИНГА ВОЗДУХА НА СОДЕРЖАНИЕ ФОСФОРОРГАНИЧЕСКИХ ОТРАВЛЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ", РОССИЙСКИЙ ХИМИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ. ТОМ 51, N2, стр. 136-140, 2007 г. *
АНТОХИН А. М. И ДР. "НАПРАВЛЕНИЯ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ МОНИТОРИНГА ВОЗДУХА НА СОДЕРЖАНИЕ ФОСФОРОРГАНИЧЕСКИХ ОТРАВЛЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ", РОССИЙСКИЙ ХИМИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ. ТОМ 51, N2, стр. 136-140, 2007 г. *

Also Published As

Publication number Publication date
RU2016120580A (ru) 2017-11-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Pathak et al. Detection of reactive oxygen species (ROS) in cyanobacteria using the oxidant-sensing probe 2’, 7’-dichlorodihydrofluorescein diacetate (DCFH-DA)
Schmälzlin et al. An optical multifrequency phase-modulation method using microbeads for measuring intracellular oxygen concentrations in plants
Viveros et al. A fluorescence-based biosensor for the detection of organophosphate pesticides and chemical warfare agents
Yordanova et al. Involvement of ethylene and nitric oxide in cell death in mastoparan‐treated unicellular alga Chlamydomonas reinhardtii
DeSa et al. The characterization of scintillons: Bioluminescent particles from the marine dinoflagellate, Gonyaulax polyedra
Li et al. Biocatalytic CsPbX3 Perovskite Nanocrystals: A Self‐Reporting Nanoprobe for Metabolism Analysis
Xu et al. Water-dispersed silicon quantum dots for on-off-on fluorometric determination of chromium (VI) and ascorbic acid
Hartnett et al. Kinetics and thermodynamics of free flavins and the flavin-based redox active site within glucose oxidase dissolved in solution or sequestered within a sol− gel-derived glass
Földes-Papp et al. Ultrasensitive detection and identification of fluorescent molecules by FCS: impact for immunobiology
Esposito et al. Glucose sensing by time-resolved fluorescence of sol-gel immobilized glucose oxidase
Carullo et al. Direct detection of organophosphate compounds in water by a fluorescence-based biosensing device
US10458916B2 (en) Rapid tests for the detection of inhibitors of enzymes and human exposure to the same
Atta et al. Solution-based ultra-sensitive surface-enhanced Raman scattering detection of the toxin bacterial biomarker pyocyanin in biological fluids using sharp-branched gold nanostars
Starodub et al. Optical immune sensors for the monitoring protein substances in the air
RU2654294C2 (ru) Оптический биосенсор необратимых ингибиторов холинэстеразы в воздухе
Lakowicz et al. Low-frequency modulation sensors using nanosecond fluorophores
Al-Adhami et al. Rapid detection of microbial contamination using a microfluidic device
Pitschmann et al. Enzymatic determination of anticholinesterases using a composite carrier
US20050089926A1 (en) Ligand sensing fluorescent acetylcholinesterase for detection of organophosphate activity
Schouest et al. Toxicological assessment of chemicals using Caenorhabditis elegans and optical oxygen respirometry
US20020142472A1 (en) Tissue-based standoff biosensors for detecting chemical warfare agents
US20080113401A1 (en) Cell-Based Assay for the Detection of Toxic Analytes
Dean et al. Rates of electron transport in the thylakoid membranes of isolated, illuminated chloroplasts are enhanced in the presence of ammonium chloride
Aloraij et al. Development of Rapid Aptamer-Based Screening Assay for the Detection of Covid-19 Variants
Quickenden et al. Ice triboluminescence

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20190527