РОЗРОБКА АМПЕРОМЕТРИЧНОЇ БІОСЕНСОРНОЇ СИСТЕМИ ДЛЯ ОДНОЧАСНОГО ВИМІРЮВАННЯ ПІРУВАТУ І ЛАКТАТУ

Abstract

This article describes the development of a biosensor system consisting of two monobiosensors based on pyruvate and lactate oxidases for determination pyruvate and lactate, respectively. For the enzymes immobilization in the bioselective membrane, the method of capturing into PVA-SbQ polymer on the surface of amperometric transducer was used. Platinum disk electrodes served as the transducers. The processes of production of both monobiosensors as well as the conditions of their operation were identical, which makes their integration into a single system possible. The conditions of enzymes immobilization and parameters of buffer solution (pH, buffer capacity, ionic strength) were optimized and universalized for simultaneous operation of biosensors. The cross influence of substrates and cofactors on enzymes was examined. The biosensor system is characterized by high degree of operational stability and reproducibility to responses to pyruvate and lactate. The obtained analytical characteristics of the biosensor system testify to the possibility of efficient usage for lactate and pyruvate analyses in real biological fluids. В работе описана разработка биосенсорной системы, состоящая из двух монобиосенсоров на основе пируватоксидазы и лактатоксидазы для определения пирувата и лактата, соответственно. Для иммобилизации ферментов в биоселективную мембрану был использован метод захвата ферментов в полимер PVA-SbQ на поверхности амперометрического преобразователя. В качестве преобразователей выступали платиновые дисковые электроды. В работе подобраны единые условия изготовления и функционирования монобиосенсоров для объединения в единую биосенсорную систему. Были подобраны оптимальные условия иммобилизации ферментов, параметры буферного раствора, такие как рН, буферная емкость и ионная сила, для одновременной работы биосенсоров. Также было проверено перекрестное влияние субстратов и кофакторов на ферменты. Биосенсорная система характеризировалась хорошей операционной стабильностью и воспроизводимостью откликов на лактат и пируват. Полученные аналитические характеристики биосенсорной системы свидетельствуют о возможности ее успешного использования для анализа лактата и пирувата в реальных биологических образцах. В роботі описано розробку біосенсорної системи, що складається з двох монобіосенсорів на основі піруватоксидази та лактатоксидази для визначення пірувату та лактату, відповідно. Для іммобілізації ензимів у складі біоселективної мембрани було використано метод захоплення в полімер PVA-SbQ на поверхні амперометричного перетворювача. Як перетворювачі виступали платинові дискові електроди. В роботі було підібрано єдині умови виготовлення та функціонування монобіосенсорів для поєднання їх у біосенсорну систему. Було досліджено оптимальні умови іммобілізації ензимів та параметри буферного розчину для одночасної роботи біосенсорів, зокрема рН, буферну ємність та іонну силу. Перевірено перехресний вплив субстратів та кофакторів на роботу ензимів. Біосенсорна система характеризувалась гарною операційною стабільністю та відтворюваністю відгуків на піруват та лактат. Отримані аналітичні характеристики біосенсорної системи свідчать про можливість її використання для аналізу лактату та пірувату в реальних біологічних рідинах.