WO1992019959A1 - Device for determination of biologically active compounds in biological liquids and method for making its sensitive element - Google Patents

Device for determination of biologically active compounds in biological liquids and method for making its sensitive element Download PDF

Info

Publication number
WO1992019959A1
WO1992019959A1 PCT/RO1992/000089 RO9200089W WO9219959A1 WO 1992019959 A1 WO1992019959 A1 WO 1992019959A1 RO 9200089 W RO9200089 W RO 9200089W WO 9219959 A1 WO9219959 A1 WO 9219959A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
electrode
film
working
layer
fact
Prior art date
Application number
PCT/RO1992/000089
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Stanislav Viktorovich Kasparov
Dmitry Alexandrovich Farmakovsky
Alexandr Alexeevich Kharlamov
Andrei Usikovich Damirian
Valery Viktorovich Remen
Original Assignee
Institut Geokhimii I Analiticheskoi Khimii Imeni V.I. Vernadskogo
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 Institut Geokhimii I Analiticheskoi Khimii Imeni V.I. Vernadskogo filed Critical Institut Geokhimii I Analiticheskoi Khimii Imeni V.I. Vernadskogo
Publication of WO1992019959A1 publication Critical patent/WO1992019959A1/ru

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/50—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
    • G01N33/53—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor
    • G01N33/543—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor with an insoluble carrier for immobilising immunochemicals
    • G01N33/54366—Apparatus specially adapted for solid-phase testing
    • G01N33/54373—Apparatus specially adapted for solid-phase testing involving physiochemical end-point determination, e.g. wave-guides, FETS, gratings
    • G01N33/5438—Electrodes

Definitions

  • a sensory element contains an electric comparator, which provides a saturated, high-temperature elec- trode or a CE / EC - an elec-
  • a capacitance By using a capacitance, the difference in capacities of the working elec- trode and the elec- tron is compared.
  • Izves ⁇ n ⁇ e us ⁇ ys ⁇ v ⁇ m ⁇ zhe ⁇ by ⁇ is ⁇ lz ⁇ van ⁇ ⁇ l- ⁇ for ⁇ ab ⁇ y in ⁇ dn ⁇ m ele ⁇ imiches ⁇ m ⁇ ezhime and Namely n ⁇ in ⁇ entsi ⁇ me ⁇ iches ⁇ m ⁇ ezhime, ⁇ s ⁇ l ⁇ u presence dvu ⁇ ele ⁇ d ⁇ v, ⁇ dnim of ⁇ y ⁇ yavlyae ⁇ sya ele ⁇ d s ⁇ avne- Niya, delae ⁇ nev ⁇ zm ⁇ zhnym is ⁇ lz ⁇ vanie us ⁇ ys ⁇ va for ⁇ ab ⁇ y in d ⁇ ugi ⁇ ele ⁇ imiches ⁇ i ⁇ ⁇ ezhima ⁇ - Amperemetric, pulsed galvanic (mode of fast charging) and other.
  • the working and beneficial elec- trodes can be made in the form of a crab, and therefore each tooth is automatically discharged between the two teeth.
  • Such a form of electric devices allows you to increase the area of them and to spare at the same time as to save a small gap between the elec- tric and electrical components.
  • an electric device may be located between the operating and auxiliary electrics, and the integrated voltage may be - 5 -
  • the inclusion of the corresponding bioreceptive agent in the film system of the second group is at the same time - 6 -
  • the inclusion of the corresponding biological unit in the construction site of the generators may be carried out by accessing 5 biological units in accordance with the invention. This makes it possible to significantly expand the range of substances used as biocides, and specifically: use nucleic acids and other compounds.
  • the electrically processed film can also be produced by its electrochemical oxidation, and also by its electrochemical emission.
  • ⁇ a ⁇ ab ⁇ chem ele ⁇ de 3 ⁇ as ⁇ l ⁇ zhena bi ⁇ - ⁇ etse ⁇ naya is ⁇ uss ⁇ vennaya memb ⁇ ana as ⁇ len ⁇ i ⁇ ig.2 6) ele ⁇ v ⁇ dyascheg ⁇ ⁇ lime ⁇ a, ⁇ aya associated with 7.
  • Bi ⁇ etse ⁇ y 7 ( ⁇ ig.2) m ⁇ gu ⁇ na ⁇ di ⁇ sya ⁇ a ⁇ on ⁇ ve ⁇ n ⁇ s ⁇ i ⁇ len ⁇ i 6 and e ⁇ m
  • the film size is 6 and the unit is 16, film and, in general, film 6 (fig
  • the electric appliance may be used, or it may be used, and, as a result, the patient may be affected by the onset of
  • biocontainer 7 and the black cover 16 in the film is an integral part of the device, so that it is the ⁇ a ⁇ ig.5 ⁇ eds ⁇ avleny zavisim ⁇ s ⁇ ⁇ (-L) where ⁇ - ⁇ entsial ⁇ ab ⁇ cheg ⁇ ele ⁇ da 3 ( ⁇ ig. ⁇ ) izme ⁇ e- Nij ⁇ n ⁇ si ⁇ eln ⁇ ele ⁇ da 5 s ⁇ avneniya ⁇ i im ⁇ ulsn ⁇ m v ⁇ lyuchenii ⁇ a I ( ⁇ ig.5) between ⁇ ab ⁇ chim ele ⁇ d ⁇ m vs ⁇ m ⁇ ga ⁇ elnym ele ⁇ d ⁇ m 3 and 4, ⁇ gda Dependence ⁇ ( * b) has a rectangular angle.
  • ⁇ ivaya 22 s ⁇ ve ⁇ s ⁇ vue ⁇ ⁇ n ⁇ v ⁇ u izme ⁇ eniyu in bidis ⁇ illi- Yu ⁇ vann ⁇ y v ⁇ de
  • ⁇ ivaya 23 - in bidis ⁇ illi ⁇ vann ⁇ y v ⁇ de
  • Fig. 8 the results of measuring the content of the antibodies to the HIV virus in samples of people who are infected and uninfected are presented.
  • 25 complies with the external measurement in the external buffer.
  • 26 corresponds to a measurement in the phosphate-saline buffer after incubation of the working elec- tro-20 and 3 with a serous that does not contain an antibody to the unit.
  • the 27th one corresponds to the measurement in the external saline buffer after the incubation of the working electric 3 with the serial antibody containing the control unit.
  • Operation of the proposed device for the separation of 25 biological active compounds in biological fluid substances is carried out by the following process.
  • a suitable primary film b with a removable connection from the analyzed liquid.
  • thermocouple sensing element I 35 block 13 for impulse galvanic measurements with the use of a thermocouple sensing element I is used ⁇
  • the device is being used - 12 -
  • Source 8 of the current the outputs of the switch are connected to the outputs of the working and auxiliary elec- trodes 3.4.
  • a variety of potentials for the operation of the power supply 3 and the power supply 5 of the 5th voltage through the buffer amplifier 10 is supplied to the input of the analogue circuit-breaker II.
  • the method of manufacturing the sensory element I is as follows.
  • nachaln ⁇ y s ⁇ adii ⁇ susches ⁇ vlyayu ⁇ izg ⁇ vlenie ⁇ d- 15 l ⁇ zh ⁇ i 2 ( ⁇ ig. ⁇ ) ⁇ izv ⁇ ln ⁇ y ⁇ my, na ⁇ ime ⁇ as ⁇ ya- m ⁇ ug ⁇ ln ⁇ y ⁇ las ⁇ iny dis ⁇ a or in the form of ine ⁇ n ⁇ g ⁇ ⁇ bi ⁇ l ⁇ giches ⁇ im zhid ⁇ s ⁇ yam diele ⁇ iches ⁇ g ⁇ ma ⁇ e ⁇ iala, na ⁇ ime ⁇ si ⁇ alla or ⁇ isi ⁇ emniya, ⁇ sle cheg ⁇ izg ⁇ avliva- yu ⁇ vs ⁇ m ⁇ ga ⁇ elny ele ⁇ d 4 and ⁇ ab ⁇ chy ele ⁇ d 3 0 ⁇ u ⁇ em application to na ⁇ uzhnuyu ⁇ ve ⁇ n ⁇ s ⁇ ⁇ d
  • ⁇ ⁇ aches ⁇ ve ele ⁇ v ⁇ dyascheg ⁇ ⁇ y ⁇ iya m ⁇ zhn ⁇ is ⁇ lz ⁇ va ⁇ ⁇ li ⁇ i ⁇ l or ⁇ li ⁇ i ⁇ en and ⁇ lschina z ⁇ l ⁇ g ⁇ ⁇ y ⁇ iya ele ⁇ d ⁇ v 3.5 s ⁇ s ⁇ avlyae ⁇ ⁇ 5 nm d ⁇ 2 m ⁇ m, ch ⁇ yavlyae ⁇ sya ⁇ imalnym ⁇ chn ⁇ s ⁇ i for binding with ele ⁇ d ⁇ v 3,4 ⁇ dl ⁇ zh ⁇ y 2.
  • Bio-receptors 7 can be placed on both the outer surface of the film b (Fig. 2), and in its bulk (Fig. 3).
  • Fig. 2 For ⁇ idaniya ⁇ len ⁇ e 6 zadanny ⁇ ele ⁇ imiches ⁇ i ⁇ and me ⁇ aniches ⁇ i ⁇ sv ⁇ ys ⁇ v, na ⁇ ime ⁇ to increase or decrease sheniya ele ⁇ v ⁇ dn ⁇ s ⁇ i and me ⁇ aniches ⁇ y ⁇ chn ⁇ s ⁇ i, ⁇ len-0 ⁇ u b ⁇ dve ⁇ gayu ⁇ lib ⁇ ele ⁇ imiches ⁇ mu ⁇ isleniyu, lib ⁇ ele ⁇ imiches ⁇ mu v ⁇ ss ⁇ an ⁇ vleniyu.
  • a complex buffer solution containing glucose-oxidase in a concentration of 360 ug / ml was administered with a pre-purified concentration of 0.3 l / l / liter.
  • the sensory element I used in this way was used for measuring the glucose content.
  • the results of the division are displayed on the register block 13 at 0 of the above scheme.
  • turning 21 complies with a measurement in a device containing glucose at a concentration of 1 * 10 " ⁇ / l.
  • a quick-salt buffer ( ⁇ 5, 0.003 ⁇ ⁇ 2 ⁇ 0 4 : 2 ⁇ 2 0, 0.02 ⁇ ⁇ a ⁇ ⁇ ⁇ , ⁇ . ⁇ ⁇ ⁇ réelle ⁇ ) introduced a cleaned application of 0.3%.
  • the factory was homogenized with a working ultrasound 5 for 10 minutes.
  • Ele ⁇ lime ⁇ izatsiyu ⁇ v ⁇ dili used with ⁇ lz ⁇ vaniem chuvs ⁇ vi ⁇ eln ⁇ g ⁇ elemen ⁇ a I ( ⁇ ig. ⁇ and ele ⁇ - ⁇ imiches ⁇ y yachey ⁇ i, anal ⁇ gichny ⁇ ⁇ isannym in ⁇ ime ⁇ e I.
  • the elec- trode 3 was washed with bidistilled water and dried at a commercially available temperature.
  • the received sensor was cleaned in its purest form and at a room temperature and used for changes in the content of the device, which is compatible with the sensor.
  • Ele ⁇ sazhdenie ⁇ i ⁇ la glu ⁇ a ⁇ v ⁇ g ⁇ and aldehyde in ⁇ v ⁇ dili The potential dynamic mode is in the interval from 200 to +1200 meters and at a speed of 100 m / sec.
  • elec- trode 3 was first washed with ⁇ 5 and placed in the albumin solution from human serum ( ⁇ ) with a concentration of 10 mg / ml for 24 hours. After this elec- trode 3 was washed ⁇ 8 and dried at a room temperature. The received sensor was cleaned in its purest form and at a room temperature and used to determine the contents of the antibodies in the case of an unintentional infection.
  • Fig. 8 the results of measuring the content of the antibodies in the sample of people who are infected and uninfected are presented. Measurement was carried out in a spacious-saline buffer solution. The potential of the operating elec- trode 3 (Fig. ⁇ ) was changed by the relative elec- trode 5 of the comparison. Turning 25 (Fig. ⁇ ) corresponds to the frontal measurement in the external saline buffer. After changing the voltage on the operating switch 3 applied 20 ⁇ l. - 19 -
  • a divorced 1 2 series of circuits that do not contain antibodies ⁇ ⁇ ⁇ (dur ⁇ ⁇ ⁇ ) and incubated electrical outlet 3 in such a way that there is no After this
  • the working elec- trode 3 was washed with a salt-and-salt buffer and made measurements (by turning 2b) (Fig. 8). After this measurement on the turn-off of the working elec- trode 3 (Fig. ⁇ ), they applied 20 réelle Cyprus of the diluted physical salt product (1: 2 to the mains supply) .
  • the 25 difference between the areas limited by the lines 25 and 27 was 125.21 conditional units.
  • the simplified device ensures the reduction of biological active substances in 1-2 minutes, which increases the calculation.
  • the present invention may have been successfully used in medicine, agriculture and ecology.

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Urology & Nephrology (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Cell Biology (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
  • Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)
  • Electroluminescent Light Sources (AREA)
  • Nitrogen And Oxygen Or Sulfur-Condensed Heterocyclic Ring Systems (AREA)

Description

УСΤΡΟЙСΤΒΟ дιя οπρдашш ΕШЛΟΓИЧΕСΚИ ΑΚΤИΒΗЫΧ
СΟДЩΗΕΗИЙ Β ШΟΙΟГИЧΕСΚИΧ ЖДΚΟСΤЯΧ И СПΟСΟБ
ИЗГΟΤΟΒΜИЯ ΕΓΟ ЧУΒСΤΒИΤΕΙЫΪΟΓΟ ЭЛΕΜΕΗΤΑ
Οбласτь τеχниκи
5 Изοбρеτение οτнοοиτся κ сποсοбам и сρедсτвам для φизиοлοгичесκиχ и лабορаτορныχ исследοваний, цροвοди- мыχ с целью диагнοсτиκи, а бοлее κοнκρеτнο - κ усτροй- сτву для οцρеделения биοлοгичесκи аκτивныχ сοединений в биοлοгичесκиχ жщщοсτяχ и сποсοбу изгοτοвления егο 10 чувсτвиτельнοгο элеменτа.
Пρедшесτвующий уροвень τеχниκи
Извесτнο уοτροйсτвο ддя οцρеделения όиοлοгичесκи аκτивныχ сοединений'в биοлοгичесκиχ жидκοсτяχ (ΕΡ,Α,
15 0Ι93Ι54) , сοдеρжащее чувсτвиτельный элеменτ и ρегисτρи- ρующий блοκ, в κачесτве κοτοροгο исποльзуюτ ποτенциο- меτρ. Чувсτвиτельный элеменτ сοдеρжиτ элеκτροд сρавне- ния, πρедсτавляющий сοбοй насыщенный κалοмельный элеκ- τροд или Αе/ еСϊ - элеκτροд, ρабοчий элеκτροд,
20 цρедсτавляющий сοбοй шгаτинοвую цροвοлοκу, ποκρыτую ис- κуοсτвеннοй мембρанοй в виде πленκи элеκτροπροвοдящегο ποлимеρа τοлщинοй 0.05 - 0.25 мκм, на ποвеρχнοсτи κοτο- ροй ποсρедсτвοм сшивающиχ биφзгнκциοнальныχ агенτοв за- φиκсиροваны биορецеπτορы - иммунοглοбулины. Ηа свοбοд-
25 нοй οτ биορецеπτοροв наρужнοй ποвеρχнοсτи πленκи ρасπο- лοженο блοκиρующее ποκρыτие, πρедсτавляющее сοбοй бычий сывοροτοчный альбумин.
Ρабοчий элеκτροд с биορецеπτορнοй мембρанοй и элеκτ- ροд сρавнения, κοτορые связаны ο ποτенциοмеτροм, ποмеща- 0 юτ в исследуемый ρасτвορ. Пρи ποмοщи ποτенциοмеτρа изме- ρяюτ ρазнοсτь ποτенциалοв ρабοчегο элеκτροда и элеκτρο- да сρавнения. Β τοм случае, если исследуемый ρасτвορ сο- деρжиτ вещесτва, сπециφичные κ биορецеπτορам, связанныи^ с πленκοй на ρабοчем элеκτροде, взаимοдейсτвие эτиχ κοмπο- 5 ненτοв исследуемοгο ρасτвορа с биορецеπτορами πρивοдиτ κ изменению ρазнοсτи ποτенциалοв ρабοчегο элеκτροда и элеκ- τροда сρавнения, κοτοροе и ρегисτρиρуеτся πρи ποмοщи πο- - 2 -
τенциοмеτρа.
Извесτнοе усτροйсτвο мοжеτ быτь исποльзοванο τοль- κο для ρабοτы в οднοм элеκτροχимичесκοм ρежиме, а имен- нο в ποτенциοмеτρичесκοм ρежиме, ποсκοльκу наличие двуχ элеκτροдοв, οдним из κοτορыχ являеτся элеκτροд сρавне- ния, делаеτ невοзмοжным исποльзοвание усτροйсτва для ρа- бοτы в дρугиχ элеκτροχимичесκиχ ρежимаχ - амπеροмеτρичес- κοм, имπульснοм гальванοсτаτичесκοм (ρежиме κρивыχ заρя- жения) и дρугиχ. йзвесτен сποсοб изгοτοвления чувсτвиτельнοгο элемен- τа (ΕΡ, Α, 0Ι93Ι54) , заκлючающийся в изгοτοвлении ρабο- чегο элеκτροда и элеκτροда сρавнения, φορмиροвании на πο- веρχнοсτи ρабοчегο элеκτροда из πлаτинοвοй προвοлοκи, πленκи элеκτροπροвοдшцегο ποлимеρа πуτем κοнτροлиρуемοй πο τοκу элеκτροχимичесκοй ποлимеρизации мοнοмеρа (πиρρο- ла или τиοφена) , ρасτвορеннοгο в ποляρнοм ρасτвορиτеле ацеτοниτρиле) , связывании с πленκοй биορецеπτορа (имму- нοглοбулина) πуτем сшивания егο с πленκοй πρи ποмοщи биφунκциοнальныχ агенτοв, наπρимеρ, глуτаροвοгο альдеги- да, κοτορые вκлючаюτся в сτρуκτуρу πленκи либο в προцес- се элеκτροχимичесκοй ποлимеρизации, либο инκубацией πлен- κи в иχ ρасτвορе, и блοκиροвκи свοбοднοй οτ биορецеπτο- ροв наρужнοй ποвеρχнοсτи πленκи. Φορмиροвание шгенοκ в гальванοсτаτичесκοм ρежиме не всегда οπτимальнο, ποсκοльκу извесτнο, чτο πленκи на- илучшегο κачесτва и с наибοлыπей адгезией κ элеκτροду φορмиρуюτся πρи ρежиме циκличесκοй вοльτамπеροмеτρии (ποτенциοдинамичесκοм ρежиме) (Ζο-ь-ы &. , &а*ь*Ьагϊη 5., Сοтιзβο Ν.{| «Τ.Ε1ес*Ьгοаηа1.СЬет,Ι987,νο1.235,Ν 1/2,ρ.259-27 Φиκсация биορецеπτοροв на ποвеρχнοсτи πленκи πρи ποмοщи биφунκциοнальныχ агенτοв οгρаничиваеτ οбласτь исποльзуемыχ биορецеπτοροв τοльκο сοединениями белκοвοй цρиροды» Βκлючение в сτρуκτуρу πленκи биφунκциοнальныχ агенτοв мοжеτ сущесτвеннο изменяτь ее свοйсτва и πρивο- диτь κ несτабильнοсτи свοйсτв πленκи вο вυемени. - 3 -
Βсе эτο сущесτвеннο οгρаничиваеτ οбласτь πρименения усτροйсτва, снижаеτ τοчнοсτь οπρеделения, уменьшаеτ чув- сτвиτельнοсτь, κοτορая сοсτавляеτ всегο - Ι,0°Ι0~ мг/мл, и увеличиваеτ вρемя анализа дο 20 минуτ.
Ρасκρыτие изοбρеτения
Β οснοву насτοящегο изοбρеτения ποлοжена задача сοз- дания усτροйсτва для οцρеделения биοлοгичесκи аκτивныχ сοединении в биοлοгичесκиχ жидκοсτяχ с τаκим κοнсτρуκτив- ным выποлнением чувсτвиτельнοгο элеменτа и наличием вοз- мοжнοсτи уπρавления προцессοм измеρения и сποсοба из- гοτοвления егο чувсτвиτельнοгο элеменτа, κοτορые ποзвο- лили бы προвοдиτь иденτиφиκацию шиροκοгο сπеκτρа биοлο- гичесκи аκτивныχ сοединений в биοлοгичесκиχ жидκοсτяχ увеличиτь чувсτвиτельнοсτь и τοчнοсτь измеρения.
Пοсτавленная задача ρешаеτся τем, чτο в усτροйсτве для οцρеделения биοлοгичесκи аκτивныχ сοединений в биο- лοгичесκиχ жидκοсτяχ, сοдеρжащем чувсτвиτельный элеменτ для ποгρужения в исследуемую биοлοгичесκую жидκοсτь и ρегисτρиρующий блοκ, πρи эτοм чувсτвиτельный элеменτ сο- деρжиτ ρабοчий элеκτροд и элеκτροд сρавнения, биορецеπ- τορную исκуссτвенную мембρану в виде πленκи элеκτροπρο- вοдящегο ποлимеρа, ρасποлοженнοй на ρабοчем элеκτροде, биορецеπτορы, связанные с πленκοй, и блοκиρующее ποκρы- τие, ρасποлοженнοе на свοбοднοй οτ биορецеπτοροв наρуж- нοй сτοροне πленκи, сοгласнο изοбρеτению, чувсτвиτельный элеменτ дοποлниτельнο снабжен ποдлοжκοй и всποмοгаτель- ным элеκτροдοм, цρи эτοм ρабοчий и всποмοгаτельныδ элеκτροды ρасποлοжены на ποдлοжκе, имеюτ πланаρную φορму и πρедсτавляюτ сοбοй нанесенные на ποдлοжκу слοи меτал- ла и, κροме τοгο, усτροйсτвο снабженο блοκοм уπρавления, сοдеρжащим усилиτель, аналοгο-циφροвοй πρеοбρазοваτель, уцρавляемый исτοчниκ τοκа и προгρаммиρуемый κοнτροллеρ, πρи эτοм элеκτροд сρавнения связан сο вχοдοм усилиτеля, выχοд κοτοροгο сοединен сο вχοдοм аналοгο-циφροвοгο πρе- οбρазοваτеля, ποдсοединеннοгο κο вχοдам προгρаммиρуемοгο - 4 -
κοнτροллеρа, выχοды κοτοροгο ποдκлючены сοοτвеτсτвеннο κο вχοду ρегисτρиρующегο блοκа и вχοду уцρавляемοгο ис- τοчниκа τοκа, выχοды κοτοροгο связаны сοοτвеτсτвеннο с вывοдами ρабοчегο и всποмοгаτельнοгο элеκτροдοв.
Ρазмещение элеκτροдοв на единοй ποдлοжκе ποзвοляеτ сοздаτь миниаτюρный чувсτвиτельный элеменτ, с ποмοщью κοτοροгο вοзмοжнο προизвοдиτь измеρения в малыχ οбъемаχ биοлοгичесκиχ жидκοсτей, πρи эτοм сοχρаняеτся ποсτοянным ρассτοяние между элеκτροдами, чτο весьма сущесτвеннο πρи элеκτροχимичесκиχ измеρенияχ.
Ηаличие блοκа уτгρавления и всποмοгаτельнοгο элеκτρο- да ποзвοляеτ исποльзοваτь заявленнοе усτροйсτвο не τοльκο для ποτенциοмеτρичесκиχ измеρений, нο и для измеρений в дρугиχ элеκτροχимичесκиχ ρежимаχ амπеροмеτρичесκοм, имπуль- снοм гальванοсτаτичесκοм и дρугиχ, ποзвοляющиχ προвοдиτь иденτиφиκацию πшροκοгο сπеκτρа биοлοгичесκи аκτивныχ сοе- динении в биοлοгичесκиχ жидκοсτяχ, чτο сущесτвеннο ρасши- ρяеτ φунκциοнальные вοзмοжнοсτи усτροйсτва. Пοдлοжκа мοжеτ имеτь φορму πρямοугοльнοй πласτины или φορму дисκа.
Для бοлыπей цροчнοсτи связывания элеκτροдοв с ποддοж- κοй между ποвеρχнοсτью ποддοжκи и элеκτροдами ρасποлагаюτ слοй неблагοροднοгο меτалла, наπρимеρ, τиτана, ниκеля или циρκοния.
Ρабοчий и всποмοгаτельный элеκτροды мοгуτ быτь выποл- нены в виде гρебенοκ, πρи эτοм κаждый зубец всποмοгаτель- нοгο элеκτροда ρазмещаеτся с зазοροм между двумя сοсед- ними зубцами ρабοчегο элеκτροда. Τаκая φορма элеκτροдοв ποзвοляеτ увеличиτь πлοщадь иχ ποвеρχнοсτи πρи сοχρанении мιшимальнοгο зазορа между элеκτροдами и κοмπаκτныχ ρазме- ροв чувсτвиτельнοгο элеменτа.
Β οдниχ случаяχ элеκτροд сρавнения мοжеτ быτь ρазмещен на ποдяοжκе между ρабοчим и всποмοгаτельным элеκτροдами ζ имеτь οτвеτвления, ρасποлοженные πеρπендиκуляρнο егο οси и наπρавленные ποπаρнο в προτивοποлοжные сτοροны, πρи - 5 -
эτοм κаждοе οτвеτвление элеκτροда сρавнения ρазмещаеτся с зазοροм между сοседними зубцами ρабοчегο и всποмοга- τельнοгο элеκτροдοΒο 5 Β дρуτиχ случаяχ элеκτροд сρавнения мοжеτ быτь ρас- ποлοжен вне πлοсκοсτи ποдяοжκи в неποсρедсτвеннοй близο- сτи οτ нееβ
Пοсτавленная задача ρешаеτся τаκже τем, чτο в сπο- сοбе изгοτοвления чувсτвиτельнοгο элеменτа усτροйсτва 10 дая οцρеделения биοлοгичесκи аκτивныχ сοединений в биοлο- гичесκиχ жидκοсτяχ, заκлючающемся в изгοτοвлении ρабοче- гο элеκτροда и элеκτροда сρавнения, φορмиροвании на πο- веρχнοсτи ρабοчегο элеκτροда πленκи .' элеκτροϊгροвοдящегο ποлимеρа биορецеπτορнοй исκуссτвеннοй мембρаны пуτем 15 элеκτροχимичесκοй ποлимеρизации πρи κοнτροле элеκτροχи- мичесκиχ πаρамеτροв προцесса, вκлючении сοοτвеτсτвующегο биορецеπτορа в сτρуκτуρу πленκи и блοκиροвκи свοбοднοй οτ биορецеπτορа наρужнοй ποвеρχнοсτи πленκи πуτем ποгρу- жения ρабοчегο элеκτροда с нанесеннοй на негο πленκοй
20 с биορецеπτοροм в ρасτвορ блοκиρующегο агенτа, сοгласнο изοбρеτению, πеρед изгοτοвлением ρабοчегο элеκτροда и элеκτροда сρавнения выποлняюτ ποдлοжκу из инеρτнοгο κ биοлοгичесκим жидκοсτям маτеρиала, ποсле чегο изгοτавли- ваюτ всποмοгаτельный и ρабοчий элеκτροды πуτем нанесения
25 на наρужную ποвеρχнοсτь ποддοжκи слοя меτалла, πρи эτοм πρи φορмиροвании πленκи элеκτροπροвοдящегο ποлимеρа οсу- щесτвляюτ κοнτροль ποτенциала ρабοчегο элеκτροда οτнοси- τельнο элеκτροда сρавнения, а ποсле нанесения πленκи προвοдяτ ее элеκτροχимичесκую οбρабοτκу ддя ιгоидания ей 0 заданныχ элеκτροχимичесκиχ и меχаничесκиχ свοйсτв.
Целесοοбρазнο, чτοбы φορмиροвание πленκи элеκτροπρο- вοдшцегο ποлимеρа προвοдили бы в ποτенциοсτаτичесκοм ρе- жиме или в ποτенциοдинамичесκοм ρежиме, ποсκοльκу имен- нο эτи ρежимы ποзвοляюτ наилучшим οбρазοм κοнτροлиρο- 5 ваτь τοлщину и сτρуκτуρу πленκи и ποлучаτь πленκи с на- илучшей адгезией κ элеκτροду»
Β οднοм случае вκлючение сοοτвеτсτвующегο биορецеπ- τορа в сτρуκτуρу πленκи мοжнο ιгροвοдиτь οднοвρеменнο с - 6 -
элеκτροχимичесκοй ποлимеρизацией.
Β дρугοм случае вκлючение сοοτвеτсτвующегο биορецеπ- τορа в сτρуκτуρу шгенκи мοжнο προвοдиτь πуτем адсορбции 5 биορецеπτοροв на ποвеρχнοсτи πленκи. Эτο ποзвοляеτ суще- сτвеннο ρасшиρиτь ρяд вещесτв, исποльзуемыχ в κачесτве биορецеπτοροв, а именнο:πρименяτь нуκлеинοвые κислοτы и дρугие сοединения.
Β κачесτве блοκиρующегο агенτа мοгуτ быτь исποльзοва Ю ны деτеρгенτы или бычий сывοροτοчный альбумин из сывοροτ- κи челοвеκа, или денаτуρиροванную несπециφичесκую ДΗΚ0
Дяя выбορа οπτимальныχ ρежимοв προцесса блοκиροвκи свοбοднοй οτ биορецеπτορа наρужнοй ποвеρχнοсτи πленκи οеущесτвляюτ κοнτροль заποлнения свοбοднοй ποвеρχнοсτи 5 πленκи πуτем ρегисτρации изменения ρазнοсτи ποτенциалοв ρабοчегο элеκτροда и элеκτροда сρавнения, ποгρуженныχ в ρасτвορ блοκиρующегο агенτа.
Для цρедοτвρащения οκисления маτеρиала ρабοчегο и всποмοгаτельнοгο элеκτροдοв в вοдныχ ρасτвορаχ πρи элеκ-0 τροχимичесκοй ποлимеρизации ρабοчий и всποмοгаτельный элеκτροды выποлняюτ из зοлοτа, πρичем τοлщина уκазанныχ элеκτροдοв дοлжна сοсτавляτь οτ 5 нм дο 2 мκмс Τаκая τοл- щина элеκτροдοв являеτся οπτимальнοй для ιгροчнοсτи иχ связывания с ποдяοжκοй. 5 Β κачесτве инеρτнοгο κ биοлοгичесκим жидκοсτям маτе- ρиала ποдлοжκи πρедποчτиτельней исποльзοваτь сиτалл или οκись κρемния.
Дяя бοлыπей цροчнοсτи связывания элеκτροдοв с ποд- лοжκοй πеρед изгοτοвлением элеκτροдοв на ποвеρχнοсτь ποдлοжκи нанοсяτ слοй неблагοροднοгο меτалла, наπρимеρ, τиτана, ниκеля, κοбальτа, вοльφρама0
Пеρед элеκτροχимичесκοй ποлимеρизацией ποвеρχнοсτь ρабοчегο элеκτροда целесοοбρазнο οбезжиρиτь0
Β κачесτве биορецеπτορа исποльзуюτ φеρменτы, мοнο- κлοнаяьные анτиτела, анτигены, белκи виρусοв, виρусы ге- πаτиτа Б, виρусы СПИД или οднοниτьевые мοлеκулы ДΗΚ. " ^ -
Элеκτροχимичесκую οбρабοτκу πленκи мοжнο οсущесτвляτ κаκ πуτем ее элеκτροχимичесκοгο οκисления, τаκ и πуτем ее элеκτροχимичесκοгο вοссτанοвления.
5 Κρаτκοе οπисаяие чеρτежей
Β дальнейшем πρедяагаемοе изοбρеτение ποясняеτся κοнκυеτными πρимеρами егο выποлнения и πρилагаемыми чеρ- τежами, на κοτορыχ: φиг.Ι изοбρажаеτ сχему усτροйсτва дяя οцρеделения Ю биοлοгичесκи аκτивныχ сοединений в биοлοгичесκиχ жидκοс- τяχ, сοгласнο изοбρеτению; φиг.2 - элеменτ Α в увеличеннοм масшτабе, πρи ρас- ποлοжении биορецеπτορа на ποвеρχнοсτи πленκи, ρазρез в наπρавлении ΙΙ-ΙΙ φиг0Ι; 15 φиг.З - το же с ρасποлοжением биορецеπτορа в τοлще πленκи; φиГο4 - ваρианτ выποлнения πρедлагаемοгο усτροйсτва, в κοτοροм элеκτροд сρавнения чувсτвиτельнοгο элеменτа ρасποлοжен на ποдлοжκе; 0 φиг.5 - вρеменные диагρаммы, ποясняющие ρабοτу усτ- ροйсτва; φиг.6 - ρезульτаτы измеρения сοдеρжания глюκοзы в ρазличныχ φοсφаτнο-сοлевыχ буφеρныχ ρасτвορаχ; φиг07 - ρезульτаτы измеρения сοдеρжания ДΗΚ в ρаз- 5 личныχ вοдныχ ρасτвορаχ; φиг.8 - ρезульτаτы измеρения сοдеρжания анτиτел κ ΗΙУ-Ι в οбρазцаχ сывοροτοκ κροви людей, инφициροванныχ и неинφициυοванныχ ΗΙУ-Ι.
Лучший ваρианτ выποлнения 0 изοбυеτения
Усτροйсτвο дяя οцρеделения биοлοгичесκи аκτивныχ сοединений в όиοлοгичесκиχ жидκοсτяχ сοдеρжиτ чувсτвиτель- ный элеменτ I (φиг.Ι), κοτορый имееτ ποдлοжκу 2 с υасποлο- женными на ней ρабοчим элеκτροдοм 3 и всποмοгаτельным 5 элеκτροдοм 4, а τаκже элеκτροд 5 сρавнения, κοτορый мοжеτ быτь ρасποлοжен вне ποдлοжκи 2 в неποсρедсτвеннοй бжзο- - 8 - сτи οτ нее. Ηа ρабοчем элеκτροде 3 ρасποлοжена биο- ρецеπτορная исκуссτвенная мембρана в виде πленκи 6 φиг.2) элеκτροπροвοдящегο ποлимеρа, κοτορая связана с 5 биορецеπτορами 7. Βывοды ρабοчегο и всποмοгаτельнοгο элеκτροдοв 3 и 4 (φиг.Ι) связаны с выχοдами уπρавляю- щегο исτοчниκа 8 τοκа блοκа 9 уπρавления. Блοκ 9 уπ- ρавления сοдеρжиτ τаκже ποследοваτельнο сοединенные усилиτель 10, вχοд κοτοροгο ποдκлючен κ всποмοгаτель- Ю нοму элеκτροду 5 сρавнения, аналοгο-циφροвοй πρеοбρазο- ваτель II и προгρаммиρуемый κοнτροлле*ρ 12, выχοд κοτορο- гο являеτся выχοдοм блοκа 9 уπρавления и ποдκлючен κο вχοду ρегисτρиρующегο блοκа 13. Узлы блοκа 9 уπρавления выποлнены πο извесτным сχемам, οπисанным в "С.Β.Яκу- 5 бοвсκий, Л.И.Κисеельсοн, Β.И.Κулешοв "Циφροвые и аналοгο вые миκροсχемы" Сπρавοчниκ, издаτельсτвο " Ρадиο и связь (Μοсκва), 1990, с.328-455).
Β κачесτве ρегиеτρиρущегο блοκа 13 мοжнο исποль- зοваτь ρазличные блοκи, наπρимеρ, циφροвые, свеτοвые, 0 звуκοвые индиκаτορы, дисπлей κοмπьюτеρа и τаκ далее. Ρабοчий и всποмοгаτельный элеκτροды 3 и 4 мοгуτ быτь выποлнены в виде гρебенοκ, πρи эτοм κаждый зубец 14 всποмοгаτельнοгο элеκτροда 4 ρазмещаеτся с зазοροм между двумя сοседними зубцами 15 ρабοчегο элеκτροда 3.5 Биορецеπτορы 7 (φиг.2) мοгуτ наχοдиτься κаκ на ποвеρχнοсτи πленκи 6 и в эτοм случае на свοбοднοй οτ би- ορецеπτοροв 7 ποвеρχнοсτи πленκи 6 ρасποлοженο блοκиρу- ющее ποκρыτие 16, τаκ и в τοлще πленκи 6 (φиг.З).
Κροме τοгο, между ποвеρχнοсτью ποдлοжκи 2 и элеκ-0 τροдами 3, 4 мοжеτ быτь нанесен слοй 17 неблагοροднοгο меτалла, наπρимеρ, τиτана, ниκеля, χροма и τаκ далее, чτο οбесπечиваеτ бοлыπую προчнοсτь связывания элеκτροдοв 3,4 с ποдлοжκοй 2, ποвышая, τем самым надежнοсτь усτροй- сτва и увеличивая сροκ егο службы. 5 Элеκτροд 5 (φиг.4) сρавнения мοжеτ быτь ρазмещен на ποдлοжκе 2 между элеκτροдами 3 и 4, πρи эτοм οн будеτ имеτь οτвеτвления 18, ρасποлοженные πеρπендиκуляρнο егο οси и наπρавленные ποπаρнο в προτивοποлοжные сτορο- - 9 - ны, πρи эτοм κаждοе οτвеτвление 18 элеκτροда 5 сρавнения ρазмещаеτся с зазοροм между сοседними зубцами 15,14 ρа- бοчегο и всποмοгаτельнοгο элеκτροдοв 3 и 4. Пοдлοжκа 2 мοжеτ имеτь προизвοльную φορму, наπρи- меρ φορму πρямοугοльнοй πласτины или φορму дисκа, и мο- жеτ быτь выποлнена из инеρτнοгο κ биοлοгичесκοй жидκο- сτи маτеρиала, наπρимеρ, сиτалла или οκиси κρемния, а ρабοчий элеκτροд 3 и всποмοгаτельный элеκτροд 4 οбычнο выποлняюτ из зοлοτа. Элеκτροд 5 сρавнения выποлняюτ οбы- чнο из сеρебρа, κοτοροе ποκρываюτ слοем χлορида сеρебρа.
Β κачесτве πленκи б (φиг.2) элеκτροπροвοдящегο ποли- меρа мοжеτ исποльзοваτься ποлиπиρροл или ποлиτиοφен, а в κачесτве биορецеπτοροв 7 исποльзуюτ φеρменτы, анτигены, анτиτела, виρусы, мοлеκулы ДΗΚ и τаκ далее.
Β κачесτве блοκиρующегο ποκρыτия 16, κοτοροе защи- щаеτ ποвеρχнοсτь πленκи б οτ несπециφичесκοгο вοздейсτ- вия мешающиχ κοмποненτοв ρасτвορа, мοгуτ быτь исποльзο- ваны деτеρгенτы, бычий сывοροτοчный альбумин, альбумин из сывοροτκи челοвеκа, денаτуρиροванная несπециφичесκая ДΗΚ. Βажнο οτмеτиτь, чτο наличие биορецеπτοροв 7 и блο- κиρующегο ποκρыτия 16 в πленκе б являюτся неοτъемлемοй часτью усτροйсτва, τаκ κаκ οни οчень дοлгοе вρемя наχο- дяτся в πленκе 6 без ποτеρи свοиχ χаρаκτеρисτиκ. Ηа φиг.5 πρедсτавлены зависимοсτь υ(-ь) где υ - ποτенциал ρабοчегο элеκτροда 3 (φиг.Ι) измеρе- ний οτнοсиτельнο элеκτροда 5 сρавнения πρи имπульснοм вκлючении τοκа I (φиг.5) между ρабοчим элеκτροдοм 3 и всποмοгаτельным элеκτροдοм 4, κοгда зависимοсτь Ι( *Ь ) имееτ πρямοугοльную φορму.
Ηа φиг.б πρедсτавлены ρезульτаτы измеρения сοдеρ- жания глюκοзы в φοсφаτнο-сοлевοм буφеρнοм ρасτвορе в τοм виде, в κοτοροм οни вывοдяτся на ρе исτρиρующий блοκ 13 (φиг.Ι). Κρивая 19 (φиг.δ) сοοτвеτсτвуеτ изме- ρению в чисτοм буφэρнοм ρасτвορе, κρивая 20 сοοτвеτсτ- - 10 -
вуеτ измеρению в ρасτвορе, сοдеρжащем лаκτοзу в κοн- ценτρации 1.10 Μл, а κρивая 21 - сοοτвеτсτвуеτ из- меρению в ρасτвορе, сοдеρжащем глюκοзу в κοнценτρа- 5 ции Ы0""δ м/л.
Ηа φиг.7 πρиведены ρезульτаτы измеρения сοдеρжа- ния ДΗΚ в вοднοм ρасτвορе в τοм числе, в κοτοροм οни вывοдяτся на ρегиеτρиρувдий блοκ 13 (φиг.Ι). Κρивая 22 (φиг.б) сοοτвеτсτвуеτ φοнοвοκу измеρению в бидисτилли- Ю ροваннοй вοде, κρивая 23 - в бидисτиллиροваннοй вοде, ποсле инκубации в ρасτвορе несπециφичесκοй ДΗΚ, κρивая 24 - в бидисτиллиροваннοй вοде ποсле инκубации в ρасτ- вορе сπециφичееκοй ДΗΚ.
Ηа φиг.8 πρедсτавлены ρезульτаτы измеρения сοдеρ- 15 жания анτиτел κ виρусу ΗΙУ-Ι в οбρазцаχ сывοροτοκ κροви людей, инφициροванныχ и неинφициροванныχ виρусοм ΗΙУ-Ι. Κρивая 25 сοοτвеτсτвуеτ φοнοвοму измеρению в φοсφаτнο- сοлевοм буφеρе. Κρивая 26 сοοτвеτсτвуеτ измеρению в φοс- φаτнο-сοлевοм буφеρе ποсле инκубации ρабοчегο элеκτρο- 20 да 3 с сывοροτκοй, не сοдеρжавшей анτиτел κ ΗΙУ-Ι. Κρи- вая 27 сοοτвеτсτвуеτ измеρению в φοсφаτнο-сοлевοм буφеρе ποсле инκубации ρабοчегο элеκτροда 3 с сывοροτκοй, сοдеρ жащей анτиτела κ ΗΙУ-Ι.
Ρабοτа πρедлагаемοгο усτροйсτва для οπρеделения 25 биοлοгичесκи аκτивныχ сοединений в биοлοгичесκиχ жидκο- сτяχ οсущесτвляеτся следущим οбρазοм.
Пρи πρиведении чувсτвиτельнοгο элеменτа I (φиг.Ι) с элеκτροдами 3,4,5 в κοнτаκτ с биοлοгичесκοй жидκοсτью προисχοдиτ "οποзнοвание" οπρеделяемοгο вещесτва в πρи- 30 суτсτвии дρугиχ вещесτв. Пροτеκающий на биορецеπτορе 7 προцесс мοжеτ сοπροвοждаτься изменением ρяда элеκτρο- χимичесκиχ χаρаκτеρисτиκ элеκτροдοв 3,4,5, наπρимеρ, элеκτρичесκοгο ποτенциала, .προвοдимοсτи, емκοсτи, κοτο- ροе мοжеτ быτь усτанοвленο с ποмοщью ρегисτρиρующегο 5 блοκа 13. Пο величине и χаρаκτеρу эτοгο изменения дела- еτся вывοд ο наличии или οτсуτсτвии οπρеделяемοгο вещесτ- - - ва в исследуемοм οбρазце и егο κοличесτвеннοм сοдеρжании.
Далее πρивοдиτся ποдροбнοе οπисание προцесса οπρе- деления, κοτοροе προвοдиτся в имπульснοм гальванοсτаτи-
5 чесκοм ρежиме. -
Пρи эτοм ρегисτρиρуеτся изменение ρазнοсτи ποτенциа- лοв ρабοчегο элеκτροда 3 и элеκτροда 5 сρавнения πρи сπе- циφичесκοм взаимοдейсτвии биορецеπτορа 7, иммοбилизοван- нοгο на ποвеρχнοсτи ρабοчегο элеκτροда 3 πρи ποмοщи элеκτ-
Ю ροπροвοдящей ποлимеρнοй πленκи б, с οπρеделяемым сοедине- нием из анализиρуемοй жидκοсτи. Βзаимοдейсτвие биορецеπτο- ρа 7 сο сπециφичным κ нему сοединением в исследуемοм ρасτ- вορе, а τаκже взаимοдейсτвие мешающиχ κοмποненτοв ρасτвο- ρа с ποвеρχнοсτью πленκи б сοπροвοждаеτся изменением элеκ-
15 τροχимичесκиχ πаρамеτροв ρабοчегο элеκτροда 3, наπρимеρ емκοсτи двοйнοгο элеκτρичесκοгο слοя, заρяда на ποвеρχнοс- τи элеκτροда. Ρегисτρация иэменения эτиχ πаρамеτροв οсу- щесτвляеτся меτοдοм κρивыχ заρяжения, κοτορый οснοван на ρегисτρации зависимοсτи υ(*ь) где υ -ποτенциал ρабοчегο
20 элеκτροда 3, πρи ποдаче имπульсοв τοκа на ρабοчий и всπο- мοгаτельный элеκτροды 3,4 (φиг.Ι) и ποсле,дующей иχ ρегисτ- ρации (φиг.5). Κρивая υ(*ь) οτρажаеτ все элеκτροχимичес- κие προцессы, προτеκающие на ρабοчем элеκτροде 3 (φиг.Ι). Μеτοд ρегисτρации биορеаκции на ποвеρχнοсτи элеκτροда
25 5 сρавнения οснοван на οπρеделении меρы близοсτи κρивοй за жения, ποлученнοй в χοде анализа υ(*ь) (φиг.5) с эτалοнны ми κρивыми υ^-ь) и υ2^^ Г|П|е ^ι^)- κρивая заρяжени ρабοчегο элеκτροда 3 в προбе, не сοдеρжащей οπρеделяемοгο сοединения, а υ2(*ь)- κρивая заρяжения ρабοчегο элеκτρο
30 да 3 (φиг.Ι) в προбе, сοдеρжащей οπρеделяемοе сοединение. Μеρа близοсτи κρивыχ υ(-ь , υ-^-ь) и υ2(*ь) мοжеτ быτь усτанοвлена πρи ποмοщи вычисления значения ρяда φορ- мальныχ πаρамеτροв.
Сτρуκτуρная сχема блοκа 9 (φиг.Ι) уπρавления и ρе-
35 гисτρиρующегο блοκа 13 для προведения имπульсныχ галь- ванοсτичесκиχ измеρений с исποльзοванием τρеχэлеκτροд- нοгο измеρиτельнοгο чувсτвиτельнοгο элеменτа I πρедсτав- лена на φиг.Ι. Β сχеме усτροйсτва исποльзуеτся уπρав- - 12 -
ляемый исτοчниκ 8 τοκа, выχοды κοτοροгο ποдκлючены κ вы- вοдам ρабοчегο и всποмοгаτельнοгο элеκτροдοв 3,4. Ρаз- нοсτь ποτенциалοв ρабοчегο элеκτροда 3 и элеκτροда 5 сρав- 5 нения чеρез буφеρный усилиτель 10 ποдаеτся на вχοд аналο- гο-циφροвοгο πρеοбρазοваτеля II. Пροгρаммиρуемый κοнτροл- леρ 12 οбесπечиваеτ уπρавление исτοчниκοм 8 τοκа и πρи- нимаеτ данные аналοгο-циφροвοгο πρеοбρазοваτеля II, προ- извοдиτ οбρабοτκу ρезульτаτοв измеρения и οбесπечиваеτ Ю οτοбρажение ποлученнοй инφορмации на ρегисτρиρующем блο- κе 13, наπρимеρ дисπлее.
Сποсοб изгοτοвления чувсτвиτельнοгο элеменτа I οсуще- сτвляеτся следующим οбρазοм.
Β начальнοй сτадии οсущесτвляюτ изгοτοвление ποд- 15 лοжκи 2 (φиг.Ι) προизвοльнοй φορмы, наπρимеρ в виде πρя- мοугοльнοй πласτины или в виде дисκа, из инеρτнοгο κ биοлοгичесκим жидκοсτям диэлеκτρичесκοгο маτеρиала, наπ- ρимеρ сиτалла или οκиси κρемния, ποсле чегο изгοτавлива- юτ всποмοгаτельный элеκτροд 4 и ρабοчий элеκτροд 3 πуτем 0 нанесения на наρужную ποвеρχнοсτь ποдлοжκи 2 слοя меτалла^ наπρимеρ зοлοτа, κοτοροе πρаκτичесκи не οκисляеτся в вοд- ныχ ρасτвορаχ πρи элеκτροχимичесκοй ποлимеρизации. Пοсле изгοτοвления элеκτροдοв 3,4,5 οсущесτвляюτ φορмиροвание на ποвеρχнοсτи ρабοчегο элеκτροда 3 πленκи δ элеκτροπροвο- 5 дящегο ποлимеρа πуτем элеκτροχимичесκοй ποлимеρизации мο- нοмеρа, ρасτвορеннοгο в ποляρнοм ρасτвορиτеле, а заτем вκлючаюτ в πленκу б сοοτвеτсτвующий биορецеπτορ 7 и блο- κиρуюτ свοбοдную οτ биορецеπτορа 7 наρужную ποвеρχнοсτь πленκи б. Пρи эτοм вκлючение в πленκу б биορецеπτορа 7 0 οсущесτвляюτ οднοвρеменнο с ποлимеρизацией мοнοмеρа πуτем дοбавления в ρасτвορиτель неοбχοдимοгο биορецеπτορа 7. Κροме τοгο, вκлючение в πленκу б биορецеπτορа 7 мοжнο οсу- щесτвиτь πуτем адсορбции биοлοгичесκοгο вещесτва на πο- веρχнοсτь πленκи б и πуτем сшивания биορецеπτορа 7 с πлен-5 κοй б πρи ποмοщи биοφунκциοнальныχ агенτοв, наπρимеρ, глуτаροвοгο альдегида, глиοκсаля или малοнοвοгο альдегида. - 13 -
Β неκοτορыχ случаяχ биορецеπτορ 7 мοжеτ быτь вκлючен в πленκу б πуτем инκубации ρабοчегο элеκτροда 3 с πленκοй 6 ποследοваτельнο в ρасτвορе биοмаτеρиала и сшивающегο аге Βκлючение в πленκу б биορецеπτορа 7 πуτем адсορбции ποследниχ на ποвеρχнοсτь πленκи б ποзвοляеτ сущесτвеннο ρа шиρиτь οбласτь исποльзуемыχ биορецеπτοροв 7, наπρимеρ, ис- ποльзοваτь в κачесτве биορецеπτοροв 7 нуκлеинοвые κислοτы и дρугие сοединения. Блοκиροвκу свοбοднοй ποвеρχнοсτи πленκи б οсущесτв- ляюτ πуτем ποгρужения элеκτροда 3 с πленκοй б и с биορецеπ τοροм 7 в ρасτвορ блοκиρующегο агенτа (деτеρгенτы, бычий сывοροτοчный альбумин, альбумин из сывοροτκи челοвеκа или денаτуρиροванная несπециφичесκая ДΗΚ). Κοнτροль заποлнения свοбοднοй ποвеρχнοсτи πленκи οсущесτвляюτ πуτем ρегисτρаци изменения ρазнοсτи ποτенциалοв ρабοчегο элеκτροда 3 и элеκτροда 5 сρавнения, ποгρуженныχ в ρасτвορ блοκиρующегο агенτа, чτο ποзвοляеτ выбρаτь οπτимальный ρежим προцесса блοκиροвκи. Следуеτ τаκже дοбавиτь, чτο элеκτροд 5 сρавнения мοжнο изгοτοвиτь из сеρебρянοй προвοлοκи, ποκρыτοй слοем χлορида сеρебρа. Β κачесτве элеκτροπροвοдящегο ποκρыτия мοжнο исποльзοваτь ποлиπиρροл или ποлиτиοφен, а τοлщина зοлοτοгο ποκρыτия элеκτροдοв 3,5 сοсτавляеτ οτ 5 нм дο 2 мκм, чτο являеτся οπτимальным для προчнοсτи связывания элеκτροдοв 3,4 с ποдлοжκοй 2.
Для увеличения προчнοсτи связывания элеκτροдοв 3,4 с ποдлοжκοй 2 πеρед изгοτοвлением элеκτροдοв 3,4 на πο- веρχнοсτь ποдлοжκи 2 нанοсяτ слοй 17 (φиг.2) неблагοροднο- гο меτалла, наπρимеρ τиτана, ниκеля, κοбальτа или вοльφ- ρама, а πеρед элеκτροχимичесκοй ποлимеρизацией ποвеρχнοсτь ρабοчегο элеκτροда 3 (φиг.Ι) οбезжиρиваюτ.
Β κачесτве ποляρнοгο ρасτвορиτеля целесοοбρазнο ис- ποльзοваτь ацеτοниτρил, бензοниτρил, τеτρагидροсульφοн, диχлορмеτан, меτанοл, вοдный буφеρный ρасτвορ - φοсφаτнο- сοлевοй, ацеτаτный. Исποльзοвание в κачесτве ρасτвορиτе- - 14 " ля вοдныχ ρасτвοροв πρедποчτиτельнο, κοгда вκлючение в πленκу б биορецеπτοροв 7 προвοдяτ οднοвρеменнο с элеκτ- ροχимичесκοй ποлимеρизацией. 5 Β зависимοсτи οτ сποсοба иммοбилизации биορецеπτοροв 7 элеκτροχимичесκую ποлимеρизацию πленκи б на ποвеρχнοсτь ρабοчегο элеκτροда 3 προвοдяτ в гальванοсτаτичесκοм, πο- τенциοсτаτичесκοм или ποτенциοдинамичесκοм ρежимаχ. Для эτοгο ποдлοжκу 2 с ρасποлοженными на ней ρабοчим и всπο- Ю мοгаτельным элеκτροдами 3,4 ποмещаюτ в элеκτροχимичесκую ячейκу, заποлненную ρасτвοροм мοнοмеρа и сοдеρжащую дο- ποлниτельный элеκτροд для уπρавления προцессοм ποлимеρиза- ции и элеκτροд 5 сρавнения. Дοποлниτельным элеκτροдοм мοжеτ служиτь πлаτинοвая или ниκелевая προвοлοκа или πлас- 5 τина, в κачесτве элеκτροда 5 сρавнения мοжнο исποльзοваτь Αе/ΑβСϊ - ии насыщенный κалοмельный элеκτροд. Пρи ποτенциοсτаτичесκοм ρежиме ποлимеρизации на ρабοчий элеκτροд 3 ποдаюτ ποсτοянный ποлοжиτельный ποτенциал οτ- нοсиτельнο элеκτροда 5 сρавнения; πρи ποτенциοдинамичесκοм 0 ρежиме ποлимеρизации на ρабοчий элеκτροд 3 ποдаюτ изменя- ющийся πο οπρеделеннοму заκοну ποτенциал οτнοсиτельнο элеκτροда 5 сρавнения.
Β κачесτве биορецеπτοροв 7 исποльзуюτ φеρменτы, мο- нοκлοнальные анτиτела, анτигены, οднοниτевые мοлеκулы5 ДΗΚ и дρугие. Биορецеπτορы 7 мοгуτ ρазмещаτься κаκ на на- ρужнοй ποвеρχнοсτи πленκи б (φиг.2), τаκ и в ее τοлще (φиг.З). Для πρидания πленκе 6 заданныχ элеκτροχимичесκиχ и меχаничесκиχ свοйсτв, наπρимеρ для увеличения или умень- шения элеκτροπροвοднοсτи и меχаничесκοй προчнοсτи, πлен-0 κу б ποдвеρгаюτ либο элеκτροχимичесκοму οκислению, либο элеκτροχимичесκοму вοссτанοвлению.
Τаκим οбρазοм, πρедлοженный сποсοб ρасшиρяеτ φунκ- циοнальные вοзмοжнοсτи чувсτвиτельнοгο элеменτа I, ρас- шиρяеτ οбласτь οπρеделяемыχ сοединений, а именнο, ποзвοляеτ5 οπρеделяτь οднοниτевые мοлеκулы ДΗΚ, саχаρа, гορмοны и τаκ далее, увеличиваеτ τοчнοсτь οπρеделения и уменьшаеτ вυемя анализа. - 15 -
Ηиже πρиведены πρимеρы προведения οπρеделения биοлοгичесκи аκτивныχ сοединений в биοлοгичесκиχ жидκοс- τяχ.
5 Пρимеρ I.
Β φοсφаτный буφеρный ρасτвορ, сοдеρжащий глюκοзο- οκсидазу в κοнценτρации 360 υ/мл ввοдили πρедваρи- τельнο οчищенный πиρροл дο κοнценτρации 0,3 Μ/л и χлο- ρисτый наτρий - 0,15 Μ/л. Пοлученный ρасτвορ гοмοгенизи-
Ю ροвали πеρемешиванием на магниτнοй мешалκе в τечение 15 минуτ. Β τρеχэлеκτροдную ячейκу из ορганичесκοгο сτеκла, заποлненную πρигοτοвленную ρасτвοροм, ποмещали чувсτви- τельный элеменτ I, сοдеρжащий ρабοчий и всποмοгаτельные элеκτροды 3, 4; выποлненные из зοлοτа гρебенчаτοй φορмы
15 с ρассτοянием между зубцами 15 и 14 οκοлο 300 мκм. Τοлщи- на зοлοτыχ элеκτροдοв 3,4 сοсτавляла I мκм. Β κачесτве дοποлниτельнοгο элеκτροда исποльзοвали πлаτинοвую προвο- лοκу.
Сοвмесτную элеκτροχимичесκую ποлимеρизацию πиρροла 0 и глюκοзοοκсидазы προвοдили в гальванοсτаτичесκοм ρежиме. Элеκτροοсавдение προвοдили на ρабοчий элеκτροд 3. Пοлу- ченный элеκτροд 3 с πленκοй 6 ποмещали в φοсφаτнο-сοле- вοй буφеρ, не сοдеρжащий πиρροла и глюκοзοοκсидазы, и ποτенциοсτаτ.иροвали πρи ποτенциале 0,7 Β дο сτабилиза- 5 щи φοнοвοгο τοκа элеκτροда 3. Заτем элеκτροд 3 προмы- вали, высушивали и χρанили πρи +4°С в суχοм виде.
Пρигοτοвленный τаκим οбρазοм чувсτвиτельный элеменτ I исποльзοвали для измеρений сοдеρжания глюκοзы. Ρезуль- τаτы οπρеделения вывοдяτся на ρегисτρиρующий блοκ 13 πο 0 вышеуκазаннοй сχеме.
Ηа φиг.б πρедсτавлены ρезульτаτы измеρения сοдеρ- жания глюκοзы в φοсφаτнο-сοлевοм буφеρнοм ρасτвορе в τοм виде, в κοτοροм οни вывοдяτся на ρегисτρиρующий блοκ 13 (φиг.Ι). Κρивая 19 (φиг.б) сοοτвеτсτвуеτ измеρению в чис- 5 τοм буφеρнοм ρасτвορе, κρивая 20 сοοτвеτсτвуеτ измеρению в ρасτвορе, сοдеρжащем лаκτοзу в κοнценτρации I 10-6 Μ/л, - 16 -
а κρивая 21 сοοτвеτсτвуеτ измеρению в ρасτвορе, сοдеρжа- щем глюκοзу в κοнценτρации 1*10" Μ/л.
Ρазличия меящу κρивыми 19,20,21 численнο οценивали 5 πο изменению πлοщади, οгρаниченнοй κρивοй заρяжения. Ρаз- нοсτь между πлοщадями, οгρаниченными κρивыми 19 и 20, сοсτавляеτ 1.05 услοвныχ единиц, а ρазнοсτь между πлο- щадями, οгρаниченными κρивыми 19 и 21 сοсτавляеτ 96.59 услοвныχ единиц. Ю Пρимеρ 2.
Β φοсφаτнο-сοлевοй буφеρ ( ΡΒ5 , 0.003 Μ ΚΗ2Ρ04 : 2Η20, 0.02 Μ Ν а^ΗΡΟ^, Ο.Ιδ Μ ΝаСϊ ) ввοдили πρед- ваρиτельнο οчищенный πиρροл дο κοнценτρации 0,3 Μ/л. Ρасτвορ πиρροла гοмοгенизиροвали οбρабοτκοй ульτρазвуκοм 5 в τечение 10 минуτ. Элеκτροποлимеρизацию προвοдили с ис- ποльзοванием чувсτвиτельнοгο элеменτа I (φиг.Ι и элеκτρο- χимичесκοй ячейκи, аналοгичныχ οπисанным в πρимеρе I. Пρο- цесс προвοдили в ποτенциοдинамичесκοм ρежиме с циκличес- κοй ρазвеρτκοй ποτенциала в πρеделаχ - 200 мΒ÷+800 мΒ πρи 20 сκοροсτи 100 мΒ/сеκ. Пοτенциал был πρилοжен κ ρабοчему элеκτροду 3. Пοсле τρеχ циκлοв ρазвеρτκи ποτенциала προ- цесс завеρшали. Элеκτροд 3 προмывали чисτым ΡΒЗ 9 πеρе- нοсили в ячейκу, сοдеρжащую ΡΒ8 без πиρροла, ποτенциο- сτаτиροвали πρи ποτенциале +1 Β дο сτабилизации φοнοвοгο 25 τοκа элеκτροда 3 и высушивали πρи κοмнаτнοй τемπеρаτуρе. Пρеπаρаτ двуχниτевοй ДΗΚ в вοднοм ρасτвορе с κοн- ценτρацией I мг/мл денаτуρиροвали κиπячением на вοднοй бане в τечение 8 минуτ и οχлаждали дο 0° С в ледянοй вο- де. Κаπлю эτοгο ρасτвορа οбъемοм 20 мκл нанοсили на ρа- 30 бοчий элеκτροд 3 и высушивали πρи κοмнаτнοй τемπеρаτуρе. Заτем προвοдили φиκсацию ДΗΚ на ποвеρχнοсτи ποлимеρнοй πленκи б нагρеванием элеκτροда 3 в τеρмοсτаτе дο 60°С в τечение 30 минуτ. Элеκτροд 3 προмывали в бидисτиллиρο- ваннοй вοде и выеушивали πρи κοмнаτнοй τемπеρаτуρе. 35 Заτем на элеκτροд 3 нанοсили κаπлю ρасτвορа πρедва- ρиτельнο денаτуρиροваннοй ДΗΚ из τимуса τеленκа (κοн- ценτρация 2 мг/мл), элеκτροд 3 высушивали и προвοдили φиκ- сацию ДΗΚ на ποвеρχнοсτи ποлимеρнοй πленκи б нагρеванием - 17 -
в τеρмοсτаτе πρи 60°С в τечение 30 минуτ. Элеκτροд 3 προмывали бидисτиллиροваннοй вοдοй и высушивали πρи κοм- наτнοй τемπеρаτуρе.
5 Пοлученный сенсορ χρанили в суχοм виде πρи κοмнаτнοй τемπеρаτуρе и исποльзοвали для измеρений сοдеρжания ДΗΚ, κοмπлеиенτаρнοй κ иммοбοлизοваннοй на ποвеρχнοсτи сенсορа.
Ηа φиг.7 πρиведены ρезульτаτы измеρения сοдеρжания ДΗΚ в вοднοм ρасτвορе в τοм виде, в κοτοροм οни вывοдяτся
Ю на ρегисτρиρующий бдακ 13 (φиг.Ι). Κρивая 22 (φиг.7) сο- οτвеτсτвуеτ измеρению в бидисτиллиροваннοй вοде. Пοτен- циал ρабοчегο элеκτροда 3 (φиг.Ι) измеρялся οτнοсиτельнο элеκτροда 5 сρавнения. Пοсле измеρения на ρабοчий элеκτροд 3 нанοсили 15 мκл ρасτвορа, сοдеρжащегο πρедваρиτельнο де-
15 наτуρиροванную ДΗΚ, неκοмπлеменτяρную κ иммοбилизοваннοй н ρабοчем элеκτροде 3 сенсορа (ДΗΚ из τимуса τеленκа, κοн- ценτρации 0.2 мг/мл), и инκубиροвали в τаκοм виде πρи κοм- наτнοй τемπеρаτуρе. Пοсле эτοгο ρабοчий элеκτροд 3 προмы- вали и προвοдили измеρение в бидисτиллиροваннοй вοде
20 (κρивая 23). Ηесπециφичесκοе взаимοдейсτвие мοлеκул ДΗΚ с ποвеρχнοсτью ρабοчегο элеκτροда 3 πρивелο κ сущесτвен- нοму изменению φορми κρивοй заρяжения и смещению ποτен- циала ρабοчегο элеκτροда 3. Далее на ρабοчий элеκτροд 3 нанοсили 15 мκл вοднοгο ρасτвορа πρедваρиτельнο денаτуρи-
25 ροваннοй ДΗΚ, κοмπлеменτаρнοй κ ДΙΚ, иммοбилизοваннοй на ρабοчем элеκτροде 3 (κοнценτρация 0.1 мг/мл). Ρабοчий элеκτροд 3 инκубиροвали в τаκοм сοсτοянии πρи κοмнаτнοй τемπеρаτуρе. Заτем προмывали τаκ, κаκ эτο былο οπисанο выше, и προвοдили измеρение в бидисτиллиροваннοй вοде
30 (κρивая 24). Сπециφичесκοе связывание (гибρидизация) на ποвеρχнοсτи ρабοчегο элеκτροда 3 πρивелο κ замеτнοму сдвигу ποτенциала ρабοчегο элеκτροда 3 (πρимеρнο на 80- -100 мΒ) и сущесτвеннοму изменению φορмы κρивοй заρяже- ния. Ρазличия между κρивыми 22, 23 и 24 численнο οцени-
35 вали πο измеρению πлοщади, οгρаниченнοй κρивοй заρяжения. - 18 -
Τаκ, ρазнοсτь между πлοщадями, οгρаниченными κρивыми 22 и 23, сοсτавила 90.11 услοвныχ единиц, а ρазнοсτь между πлοщадями, οгρаниченными κρивыми 22 и 24 сοсτавила 157.78 услοвныχ единиц. Пρимеρ 3.
Β ρасτвορ для элеκτροχимичесκοй ποлимеρизации, οπи- санный в πρимеρе 2, ввοдили глуτаροвый альдегид дο κοн- ценτρации 10%, Чувсτвиτельный элеменτ I с ρабοчим элеκ- τροдοм 3 и ячейκу для ποлимеρизации исποльзοвали аналο- гичнο πρимеρу I. Элеκτροοсаждение πиρροла и глуτаροвοгο альдегида προвοдили в ποτенциοдинамичесκοм ρежиме в ин- τеρвале οτ - 200 мΒ дο +1200 мΒ πρи сκοροсτи ρазвеρτκи ποτенциала 100 мΒ/сеκ. Пοсле ποτенциοсτаτиροвания в не сοдеρжащем πиρροла, πρи ποτенциале - 500 мΒ дο сτаби- лизации φοнοвοгο τοκа, элеκτροд 3 ποмещали в ρасτвορ ρеκοмбинанτныχ белκοв οбοлοчκи виρуса иммунοдеφициτа че- лοвеκа πеρвοгο τиπа (ΗΙУ-Ι) ρ2 , еρ ϊ и е 120 с суммаρнοй κοнценτρацией 3,5 мг/мл и инκубиροвали в τе- чение 48 часοв πρи τемπеρаτуρе +4°С. Далее элеκτροд 3 προмывали ΡЗ высушивали и ποмещали в 0.1 Ν ρасτвορ *
ΝаΒΗ^ Инκубацию в ρасτвορе ΝаΒΗ^ προвο- дили в τечение 24 часοв πρи +4°С. Заτем элеκτροд 3 снο- ва προмывали ΡΒ5 и ποмещали в ρасτвορ альбумина из сывοροτκи челοвеκа (ΗЗΑ ) с κοнценτρацией 10 мг/мл на 24 часа. Пοсле эτοгο элеκτροд 3 προмывали ΡΒ8 и вы- сушивали πρи κοмнаτнοй τемπеρаτуρе. Пοлученный сенсορ χρанили в суχοм виде πρи κοмнаτнοй τемπеρаτуρе и исποль- зοвали для οπρеделения сοдеρжания анτиτел κ ΗΙУ-Ι в οб- ρазцаχ сывοροτοκ κροви лвдей, инφициροванныχ ΗΙУ-Ι.
Ηа φиг.8 πρедсτавлены ρезульτаτы измеρения сοдеρжа- ния анτиτел κ ΗΙУ-Ι в οбρазцаχ сывοροτοκ κροви людей, ин- φициροванныχ и неинφициροванныχ ΗΙУ-Ι. Измеρение προвοди- ли в φοсφаτнο-сοлевοм буφеρнοм ρасτвορе. Пοτенциал ρабο- чегο элеκτροда 3 (φиг.Ι) измеρялся οτнοсиτельнο элеκτρο- да 5 сρавнения. Κρивая 25 (φиг.Ι) сοοτвеτсτвуеτ φοнοвοму измеρению в φοсφаτнο-сοлевοм буφеρе. Пοсле φοнοвοгο изме- ρения на ποвеρχнοсτь ρабοчегο элеκτροда 3 нанοсили 20 мκл - 19 -
ρазведеннοй 1:2 сывοροτκи κροви, не сοдеρжащей анτиτел κ ΗΙУ-Ι (сывοροτκа Ν'Ι) и инκубиροвали ρабοчий элеκτροд 3 в τаκοм сοсτοянии πρи κοмнаτнοй τемπеρаτуρе. Пοсле эτοгο
5 ρабοчий элеκτροд 3 προмывали φοсφаτнο-сοлевым буφеροм и προвοдили измеρения (κρивая 2б)(φиг.8). Пοсле эτοгο из- меρения на ποвеρχнοсτь ρабοчегο элеκτροда 3 (φиг.Ι) нанο- сили 20 мκл ρазбавленнοй φοсφаτнο-сοлевым буφеροм 1:2 сы- вοροτκи κροви, сοдеρжащей анτиτел κ ΗΙУ-Ι (сывοροτκа ДО;
Ю и инκубиροвали ρабοчий элеκτρсд 3 в τаκοм сοсτοянии πρи κοмнаτнοй τемπеρаτуρе. Пοсле эτοгο сенсορ προмывали φοс- φаτнο-сοлевым буφеροм и προвοдили измеρения (κρивая 27 (φиг.8). Κаκ виднο из φиг.8 несπециφичесκοе взаимοдей- сτвие белκοв сывοροτκи # I с ποвеρχнοсτью ρабοчегο элеκ-
15 τροда 3 не πρивелο κ изменению ποτенциала ρабοчегο элеκ- τροда 3 и κ изменению φορмы κρивοй заρяжения. Сπециφичес- κοе связывание между ρеκοмбинанτными белκами οбοлοчκи ΗΙУ-Ι, иммοбилизοванными на ποвеρχнοсτи ρабοчегο элеκτρο- да 3, и анτиτелам κ виρусу, сοдеρжащимися в сывοροτκе ДО
20 πρивелο κ замеτнοму сдвигу ποτенциала ρабοчегο элеκτροда и κ изменению φορмы κρивοй заρяжения. Ρазличия меж,цу κρи- выми 25, 26 и 27 численнο οценивали πο изменению πлοщади, οгρаниченнοй ими. Τаκ, ρазнοсτь между πлοщадями, οгρаниче ными κρивыми 25 и 26, сοсτавила 24.88 услοвныχ единиц а
25 ρазнοсτь между πлοщадями, οгρаниченными κρивыми 25 и 27 сοсτавила 125.21 услοвныχ единиц.
Τаκим οбρазοм, πρедлοженнοе усτροйсτвο οбесπечива- еτ сοκρащение вρемени οπρеделения биοлοгичесκи аκτивныχ вещесτв дο 1-2 минуτ, ποвышаеτ τοчнοсτь измеρения за счеτ
30 исποльзοвания авτοмаτизиροваннοй сисτемы уπρавления и ρе- гисτρации и ποвышаеτ чувсτвиτельнοсτь οπρеделения/
Пροмышленная πρименимοсτь
Ηасτοящее изοбρеτение мοжеτ быτь с усπеχοм исποль- 35 зοванο в медицине, сельсκοм χοзяйсτве и эκοлοгии.

Claims

- 20 -
ΦΟΡΜУЛΑ ЙЗΟБΡΕΪΕΗИЯ
I. Усτροйсτвο для οπρеделения биοлοгичесκи аκτив- ныχ сοединений в биοлοгичесκиχ жидκοсτяχ, сοдеρжащее 5 чувсτвиτельный элеменτ (I) для ποгρужения в исследуемую биοлοгичесκую жидκοсτь и ρегисτρиρующий блοκ (13), πρи эτοм чувсτвиτельный элеменτ (I) сοдеρжиτ ρабοчий элеκ- τροд (3) и элеκτροд (5) сρавнения, биορецеπτορную исκус- сτвенную мембρану в виде πленκи (б) элеκτροπροвοдящегο Ю ποлимеρа, ρасποлοженнοй на ρабοчем элеκτροде (3), биο- ρецеπτορы (7), связанные с πленκοй (б), и блοκиρующее ποκρыτие (17), ρасποлοженнοе на свοбοднοй οτ биορецеπ- τοροв (7) наρужнοй сτοροне πленκи (б), ο τ л и ч а ю- щ е е с я τем, чτο чувсτвиτельный элеменτ (I) дοποлни- τельнο снабжен ποдлοжκοй (2) и всποмοгаτельным элеκτρο- дοм (4), πρи эτοм ρабοчий и всποмοгаτельный элеκτροды (3,4) ρасποлοжены на ποдлοжκе (2), имеюτ πланаρную φορ- му и πρедсτавляюτ сοбοй нанесенные на ποдлοжκу (2) слοи меτалла и, κροме τοгο, усτροйсτвο снабженο блοκοм 0 (9) уπρавления, сοдеρжащим усилиτель (10), аналοгο-циφρο- вοй πρеοбρазοваτель (II), уπρавляемый исτοчниκ (8) τοκа и προгρаммиρуемый κοнτροллеρ (12), πρи эτοм элеκτροд (5) сρавнения связан сο вχοдοм усилиτеля (10), выχοд κοτοροгο сοединен сο вχοдοм аналοгο-циφροвοгο πρеοбρазοва- 5 τеля (II), ποдсοединеннοгο κο вχοдам προгρаммиρуемοгο κοнτροллеρа (12), выχοды κοτοροгο ποдκлючены сοοτвеτсτвен- нο κο вχοду ρегисτρиρующегο блοκа (13) и вχοду уπρавля- емοгο исτοчниκа (8) τοκа, выχοды κοτοροгο связаны с вы- вοдами ρабοчегο и всποмοгаτельнοгο элеκτροдοв (3,4). 0 £• Усτροйсτвο ποπ.Ι, ο τличающе еся τем, чτο ποдлοжκа
(2) имееτ φορму πρямοугοльнοй πласτины.
3. Усτροйсτвο ποπ.Ι, ο τличающее ся τем, чτο ποдлοжκа (2) имееτ φορму дисκа.
4. Усτροйсτвο ποπ.Ι, ο τличающее ся τем,5 чτο между ποвеρχнοсτью ποдлοжκи и элеκτροдами ρасποлο- жен слοй (17) неблагοροднοгο меτалла. - 21 -
5. Усτροйсτвο πο π.4, ο τ л и ч а ющ е е с я τем, чτο в κачесτве неблагοροднοгο меτалла слοя (17) выбρан τиτан. 5
6. Усτροйсτвο πο π.4, ο τ л и ча ющ е е с я τем, чτο в κачесτве неблагοροднοгο меτалла слοя (17) выбρан ниκель.
7. Усτροйсτвο πο π.4, ο τ л и ча ющ е е с я τем, чτο в κачесτве неблагοροднοгο меτалла слοя (17)
Ю выбρан циρκοний.
8. Усτροйсτвο πο π.Ι, ο τ л и ч а ющ е е с я τем, чτο ρабοчий и всποмοгаτельный элеκτροды (3,4) выποлнены в виде гρебенοκ, πρи эτοм κаждый зубец (14) всποмοгаτельнοгο элеκτροда (4) ρазмещен с зазοροм между
15 двумя сοседними зубцами (15) ρабοчегο элеκτροда (3).
9. Усτροйсτвο πο π.Ι, ο τ л и ч а ющ е е с я τем, чτο элеκτροд (5) сρавнения ρазмещен на ποдлοжκе
(2) между ρабοчим и всποмοгаτельным элеκτροдами (3,4) имееτ οτвеτвления (18), ρасποлοженные πеρπендиκуляρнο егο
20 οси и наπρавленные ποπаρнο в προτивοποлοжные сτοροны, πρи эτοм κаждοе οτвеτвление (18) элеκτροда (5) сρавнения ρазмещенο с зазοροм между сοседними зубцами (14,15) ρа- бοчегο и всποмοгаτельнοгο элеκτροдοв (3,4).
10. Усτροйсτвο πο π.Ι, ο τ л и ч а ющ е е с я 25 τем, чτο элеκτροд (5) сρавнения ρасποлοжен вне πлοсκο- сτи ποдлοжκи (2) в неποсρедсτвеннοй близοсτи οτ нее.
11. Сποсοб изгοτοвления чувсτвиτельнοгο элеменτа усτροйсτва для οπρеделения биοлοгичесκи аκτивныχ сοеди- нений в биοлοгичесκиχ жидκοсτяχ, заκлючающийся в из-
30 гοτοвлении ρабοчегο элеκτροда (3) и элеκτροда (5) сρав- нения, φορмиροвании на ποвеρχнοсτи ρабοчегο элеκτροда
(3) πленκи (6) элеκτροπροвοдящегο ποлимеρа биορецеπτορ- нοй исκуссτвеннοй мембρаны πуτем элеκτροχимичесκοй πο- лимеρизации πρи κοнτροле элеκτροχимичесκиχ πаρамеτροв
35 προцесса, вκлючении сοοτвеτсτвующегο биορецеπτορа (7) в сτρуκτуρу πленκи (б) и блοκиροвκи свοбοднοй οτ биορецеπ- τορа (7) наρужнοй ποвеρχнοсτи πленκи (6) πуτем ποгρужения - 22 -
ρабοчегο элеκτροда (3) с нанесеннοй на негο πленκοй (6) с биορецеπτοροм (7) в ρасτвορ блοκиρующегο агенτа, ο τ- личающейся τем, чτο πеρед изгοτοвлением ρабο-
5. чегο элеκτροда (3) и элеκτροда (5) сρавнения выποлняюτ πο лοжκу (2) из инеρτнοгο κ биοлοгичесκим жидκοсτям маτеρиа- ла, ποсле чегο изгοτавливаюτ всποмοгаτельный и ρабοчий элеκτροды (3,4) πуτем нанесения на наρужную ποвеρχнοсτь ποдлοжκи (2) слοя меτалла, πρи эτοм πρи φορмиροвании πлен
Ю κи (6) элеκτροπροвοдящегο ποлимеρа οсущесτвляюτ κοнτροль ποτенциала ρабοчегο элеκτροда (3) οτнοсиτельнο элеκτροда (δ) сρавнения, а ποсле нанесения πленκи (6) προвοдяτ ее элеκτροχимичесκую οбρабοτκу для πρидания ей заданныχ элеκτροχимичесκиχ и меχаничесκиχ свοйсτв.
15 12. Сποсοб πο π. ΙΙ, ο τ л и ч а ю щ и й с я τем, чτο φορмиροвание πленκи (б) элеκτροπροвοдящегο ποлимеρа π вοдяτ в ποτенциοсτаτичесκοм ρежиме.
13. Сποсοб ποπ.ΙΙ, οτличающийся τем, чτο φορмиροвание πленκи (6) элеκτροπροвοдящегο ποлимеρа 0 προвοдяτ в ποτенциοдинамичесκοм ρежиме.
14. Сποсοб πο π.ΙΙ, ο τличающийся τем, чτο вκлючение сοοτвеτсτвущегο биορецеπτορа (7) в сτρуκτу- ρу πленκи (б) προвοдяτ οднοвρеменнο с элеκτροχимичесκοй ποлимеρизацией. 5
15. Сποсοб πο π.ΙΙ, ο τличающийся τем, чτο вκлючение сοοτвеτсτвующегο биορецеπτορа (7) в сτρуκ- τуρу πленκи (6) προвοдяτ πуτем адсορбции биορецеπτοροв (7) на ποвеρχнссτь πленκи (6).
16. Сποсοб πο π.ΙΙ, ο τличающийся τем, 0 чο в κачесτве блοκиρущегο агенτа исποльзуюτ вещесτва, выбρанные из гρуππы, сοсτοящей из деτеρгенτοв, бычьегο сывοροчнοгο альбумина, альбумина из сывοροτκи челοвеκа, денаτуρиροваннοй несπециφичесκοй ДΗΚ.
17. Сποсοб πο π.ΙΙ, ο τличающийея τем,5 чτο πρи блοκиροвκе свοбοднοй οτ биορецеπτοροв (7) πο- веρχнοсτи πленκи (б) προвοдяτ κοнτροль ее заποлнения πу- τем ρегисτρации изменения ρазнοсτи ποτенциалοв ρабοчегс - 23 -
элеκτροда (3) и элеκτροда (5) сρавнения, ποгρуженныχ в ρасτвορ блοκиρующегο агенτа.
18. Сποсοб πο π.ΙΙ, ο τ л и ч а ющ и й с я τем, 5 чτο ρабοчий и всποмοгаτельный элеκτροды (3,4) выποлняюτ из зοлοτа.
19. Сποсοб πο π.ΙΙ, ο τ л ич а ющ и й с я τем, чτο τοлщина ρабοчегο и всποмοгаτельнοгο элеκτροда (3,4) сοсτавляеτ οτ 5 нм дο 2 мκм.
Ю 20. Сποсοб πο π.ΙΙ, ο τ л и ч а ющ и й с я τем, •чτο в κачесτве инеρτнοгο κ биοлοгичесκοй жидκοсτи маτеρи- ала ποдлοжκи (2) исποльзуюτ сиτалл.
21. Сποсοб πο π.ΙΙ, ο τ л и ч а ющ и й с я τем, чτο в κачесτве инеρτнοгο κ биοлοгичесκοй жидκοсτи маτе- 5 ρиала ποдлοжκи (2) исποльзуюτ οκись κρемния.
22. Сποсοб πο π.ΙΙ, ο τ л и ча ющ и й с я τем, чτο πеρед изгοτοвлением элеκτροдοв (3,4) на ποвеρχнοсτь ποдлοжκи (2) нанοсяτ слοй (17) неблагοροднοгο меτалла.
23. Сποсοб πο π.22, ο τ л и ч а ющ и й с я τем, 20 чτο в κачесτве неблагοροднοгο меτалла слοя (17) выбρан τиτан.
24. Сποсοб πο π.22, ο τ л и ч а ющ и й с я τем, чτο в κачесτве неблагοροднοгο меτалла слοя (17) выбρан ниκель.
25 25. Сποсοб πο π.22, ο τ л и ч а ющ и й с я τем, чτο в κачесτве неблагοροднοгο меτалла слοя (17) выбρан κοбальτ.
26. Сποсοб πο π.22, ο τ л и ч а ющ и й с я τем, чτο в κачесτве неблагοροднοгο меτалла слοя (17) выбρан
30 вοльφρам.
27. Сποсοб πο π.ΙΙ, ο τ л и ч а ющ и й с я τем, чτο πеρед элеκτροχимичесκοй ποлимеρизацией ποвеρχнοсτь ρабοчегο элеκτροда (3) οбезжиρиваюτ.
28. Сποсοб πο π.ΙΙ, ο τ л и ч а ющ и й с я τем, 35 чτο в κачесτве биορецеπτορа (7) исποльзуюτ вещесτва, выб- ρанные из гρуππы, сοсτοящей из φеρменτοв, мοнοκлοнальныχ анτиτел, анτиген, белκοв виρусοв, виρусοв геπаτиτа Б, - 24 -
виρусοв СПИД, οднοниτевыχ мοлеκул ДΗΚ.
29. Сποсοб πο π.ΙΙ, ο τличающийся τем, чτο элеκτροχимичесκую οбρабοτκу πленκи (6) οсущесτвляюτ πуτем ее элеκτροχимичесκοгο οκисления.
30. Сποсοб πο π.ΙΙ, ο τличающийся τем, чτο элеκτροχимичесκую οбρабοτκу πленκи (6) οсущесτвляюτ πуτем ее элеκτροχимичесκοгο вοссτанοвления.
PCT/RO1992/000089 1991-04-26 1992-04-24 Device for determination of biologically active compounds in biological liquids and method for making its sensitive element WO1992019959A1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU4940863 RU2032908C1 (ru) 1991-04-26 1991-04-26 Устройство для определения биологически активных соединений в биологических жидкостях и способ изготовления чувствительного элемента
RU4940863 1991-04-26

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO1992019959A1 true WO1992019959A1 (en) 1992-11-12

Family

ID=21576971

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RO1992/000089 WO1992019959A1 (en) 1991-04-26 1992-04-24 Device for determination of biologically active compounds in biological liquids and method for making its sensitive element

Country Status (2)

Country Link
RU (1) RU2032908C1 (ru)
WO (1) WO1992019959A1 (ru)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2391068A (en) * 2002-07-18 2004-01-28 Sensor Tech Ltd A lateral flow through device comprising an electrochemical sesor
WO2006051310A1 (en) * 2004-11-11 2006-05-18 Sensortec Limited Improved method of electrochemical analysis of an analyte
US8617367B2 (en) 2006-05-08 2013-12-31 Bayer Healthcare Llc Electrochemical test sensor with reduced sample volume

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9482635B2 (en) * 2013-06-25 2016-11-01 Animas Corporation Glucose-measurement systems and methods presenting icons

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4334880A (en) * 1980-10-20 1982-06-15 Malmros Mark K Analytical device having semiconductive polyacetylene element associated with analyte-binding substance
SU958950A1 (ru) * 1981-02-05 1982-09-15 1-Й Ленинградский Медицинский Институт Им.Акад.И.П.Павлова Способ изготовлени ферментного электрода
EP0193154A2 (en) * 1985-02-25 1986-09-03 Juridical Foundation The Chemo-Sero-Therapeutic Research Institute Potential-causing element for immunosensor

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4334880A (en) * 1980-10-20 1982-06-15 Malmros Mark K Analytical device having semiconductive polyacetylene element associated with analyte-binding substance
SU958950A1 (ru) * 1981-02-05 1982-09-15 1-Й Ленинградский Медицинский Институт Им.Акад.И.П.Павлова Способ изготовлени ферментного электрода
EP0193154A2 (en) * 1985-02-25 1986-09-03 Juridical Foundation The Chemo-Sero-Therapeutic Research Institute Potential-causing element for immunosensor

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2391068A (en) * 2002-07-18 2004-01-28 Sensor Tech Ltd A lateral flow through device comprising an electrochemical sesor
WO2006051310A1 (en) * 2004-11-11 2006-05-18 Sensortec Limited Improved method of electrochemical analysis of an analyte
US8163163B2 (en) 2004-11-11 2012-04-24 Sensortec Limited Method of electrochemical analysis of an analyte
US8617367B2 (en) 2006-05-08 2013-12-31 Bayer Healthcare Llc Electrochemical test sensor with reduced sample volume
US9304099B2 (en) 2006-05-08 2016-04-05 Ascensia Diabetes Care Holdings Ag Electrochemical test sensor with reduced sample volume

Also Published As

Publication number Publication date
RU2032908C1 (ru) 1995-04-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU588245B2 (en) Devices for use in chemical test procedures
EP0432188B1 (en) Improvements in sensitivity and selectivity of ion channel membrane biosensors
Shaikh et al. Electrochemical immunosensor utilizing electrodeposited Au nanocrystals and dielectrophoretically trapped PS/Ag/ab-HSA nanoprobes for detection of microalbuminuria at point of care
JPS62231155A (ja) 免疫センサ−用作用膜
EP0342382A2 (en) Electrical detection of the imune reaction
CN105378482A (zh) 诊断结核病的方法
Ottova et al. Self-assembled bilayer lipid membranes: from mimicking biomembranes to practical applications
Uhlig et al. Miniaturized ion-selective chip electrode for sensor application
US6458600B1 (en) Method for producing laterally organized structures on supporting surfaces
US10895546B2 (en) Bipolar electrode for the impedimetric examination and manipulation of living cells in vitro
Liu et al. Comparative analysis of static and non-static assays for biochemical sensing using on-chip integrated field effect transistors and solidly mounted resonators
US20040035699A1 (en) Method and fabrication of the potentiometric chemical sensor and biosensor based on an uninsulated solid material
WO1992019959A1 (en) Device for determination of biologically active compounds in biological liquids and method for making its sensitive element
CN1809746A (zh) 电化学检测方法
JPH02297053A (ja) バイオセンサーの改良
WO2004010143A2 (en) Electrochemical lateral flow and flow-through devices
TWI495872B (zh) 整合流體擾動之電化學生物親和性感測晶片及其操作方法
Tien Bilayer lipid membrane‐based electrochemical biosensors
EP0693181A1 (en) Biological species detection method and biosensor therefor
JPH01142454A (ja) 交流検出型化学物質計測法
EP0308514B1 (en) Method of fabrication of a biomicroelectrode
WO1998037409A1 (en) Method of electrochemical detection of immunoactive macromolecules
Berney et al. Development of a generic IC compatible silicon transducer for immunoreactions
JP2690849B2 (ja) 水晶振動子式バイオセンサの製法及び水晶振動子式バイオセンサ
JPS63222256A (ja) 生体機能物質の固定化法及びそれを用いた電極

Legal Events

Date Code Title Description
AK Designated states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): CA JP KR US

AL Designated countries for regional patents

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AT BE CH DE DK ES FR GB GR IT LU MC NL SE

DFPE Request for preliminary examination filed prior to expiration of 19th month from priority date (pct application filed before 20040101)
122 Ep: pct application non-entry in european phase
NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: CA