SU857845A1 - Электротехническое устройство дл определени скорости ферментативных окислительно-восстановительных реакций - Google Patents

Description

Поставленна  цель достигаетс  тем что в устройстве определени  скорости ферментативных окислительно-восстановительных реакций, содержащем индикаторный и сравнительный электроды , соединенные с регистрирующим устройством и погруженные в электролит , электроды выполнены из пористого угл  с гидрофильной пропиткой и соединены посредством пористой мембраны , причем индикаторный электрод содержит иммобилизованный Ь фермент, св занный с гидрофильной пропиткой из биоспецифического сорбента, торцева  часть сравнительного электрода изолирована, а электролит содержит ионы 3 .

Определение скорости ферментативных окислительно-восстановительных реакций основано на депол ризации .рабочего угольного электрода гальванического элемента иодом - продуктом каталитического окислени  иодид-ионо перекисью водорода. Депол ризаци  рабочего электрода сопровождаетс  по влением тока во внешней цепи элемента , в зависимости от скорости изучаемой ферментативной реакции величина тока линейно измен етс  от О до 10 мкА, что позвол ет определ ть не только активность ферментов оксидаз , но и концентрацию соответствующих субстратов. В качестве измер ющего прибора используют микроамперметр или самопишущий потенциометр (гальванический элемент).

Гальванический элемент открытой частью рабочего электрода погружают в анализируемый раствор, содержащий 0,1 М ацетатный буфер (рН 5,6) и 0,001 М К1. Раствор термостатируетс  при 21°С, Минимальный объем анализируемого раствора 1 мл. Дл  непрерывного анализа можно использовать специальную рабочую камеру проточного типа.

Исследуемый субстрат-глюкоза,диффундирует из анализируемого раствора к поверхности рабочего электрода, на котором происходит окисление субстрата под действием иммобилизованной глюкоэооксидазы до перекиси водорода Последн   в присутствии иммобилизованой ;пероксидазыг окисл ет иодид-ионы до молекул рного иода.

Образовавшийс  иод электровосстанавливаетс  на рабочем электроде. Пр этом во внешней цепи элемента по вл етс  ток, непрерывно регистрируемы . микроамперметром. Изменение тока в электродной системе линейно зависит от скорости ферментативной реакции и следовательно, от концентрации опредл емого субстрата.

Ферментативные и электрохимически процессы, протекающие на поверхности угольных электродов гальванического

элемента можно выразить реакци ми:

фермент

П +

С + О,

2. оксидаза

Н. 2Г+2Н 1 20ксидаза.,2Н,0, 5 где С - субстрат;

П - продукт ферментативной реакции .

На рабочем электроде происходит электровосстановление иода, на вспомогательном электроде осуществл етс  процесс окислени  активного угл .

На чертеже изображен гальванический элемент.

Гальванический элемент содержит 15 угольные пористые рабочий 1 и вспомогательный 2 электроды, разделенные пористой мембраной 3, например пористым стеклом или пористой керамикой . Оба электрода помещены в корпус Q 4 так, что только часть рабочего

электрода остаетс  непокрытой корпусом . Эта часть электрода погружаетс  в анализируемый раствор. Концы рабочего и вспомогательного электродов соединены с микроамперметром 5.

Дл  получени  пористых угольных электродов используетс  смесь следующего состава: угольный порошок, растворима  в воде соль, например NaCl, гидрофильный материал, который выбираетс  из числа биоспецифических

сорбентов с учетом приоолы используемого фермента, например-КМ-целлюлоза, св зующее, например эпоксидна  смола. Полученна  смесь тщательно перемешиваетс  до однородной массы, прессуетс  в прессформе под небольшим давлением (60-70 кг/см), затем высушиваетс  при комнатной температуре до полного затвердевани  смолы и 0 погружаетс  в дистиллиров.анную воду дл  растворени  и выкывани  солевых включений (НаСП и, следовательно, образовани  пористости.

Рабочий электрод получают путем иммобилизации фермента на поверхности гидрофильного материала, включенного в пористый угольный электрод. Дл  определени  глюкозы рабочий электрод содержит в качестве биоспецифического сорбента КМ-деллюлозу с иммобилизованными на ее поверхности путем адсорбции в 0,1 М ацетатном буферном растворе (рН 5,6) глюкозооксидазой и пероксидазой .

Дл  работы элемента в гальваническом режиме в качестве вспомогательного электрода используетс  пористыйугольный электрод, который обеспечивает рабочему электроду потенциал (0,205 в отн. Ag/AgCl), соответстQ вующий площадке предельного тока электровосстановлени  иода.

Предлагаемый гальванический элемент может быть использован в качестве топливного элемента, ферментного электрода дл  иссл; довани 

ферментативных окислительно-восстановительных реакций, а также дл  количественного определени  различных соединений, в ходе ферментативного превращени  КОТОРЫХ образуетс  перекись водорода.

Claims (1)

1. Антропов Л.И, Теоретическа  электрохими , М., 1965, с, 238,