DEVELOPMENT OF ENZYME CONDUCTOMETRIC BIOSENSOR FOR DOPAMINE DETERMINATION IN AQUEOUS SAMPLES

Jazyk: ukrajinština
Rok vydání: 2020
Předmět:
Zdroj: Сенсорна електроніка і мікросистемні технології; Том 17, № 4 (2020); 29-43
Сенсорная электроника и микросистемные технологии; Том 17, № 4 (2020); 29-43
Sensor Electronics and Microsystem Technologies; Том 17, № 4 (2020); 29-43
ISSN: 1815-7459
2415-3508
Popis: Dopamine is a biologically active chemical that performs a number of vital functions as a hormone and neurotransmitter. Dopamine as a neurotransmitter is an important substance for the nervous system, as it is responsible for movement, memory, pleasure and reward system, behavior and attention, inhibition of prolactin synthesis, etc. Dopamine as a hormone affects renal vasodilation, diuresis and natriuresis. Therefore, the determination of dopamine concentration in the human body is important for biomedical research. The content of dopamine in the blood varies depending on the age of a healthy person and can serve as a prognostic marker of many diseases. The aim of this work was to develop a new enzyme conductometric biosensor for the determination of dopamine in aqueous samples and to study the biosensor’s analytical characteristics. Methods: The conductometric method of analysis with differential measurement mode was used in the work. Two pairs of gold interdigitated electrodes deposited on a sital substrate were used as a conductometric transducer. To create a bioselective element of the biosensor we used the enzyme laccase, which was immobilized on the surface of the physical transducer by covalent crosslinking of glutaraldehyde with bovine serum albumin. Results: The optimal conditions of laccase immobilization were selected. The influence of solution parameters (ionic strength, pH, buffer capacity) on the work of the developed biosensor for dopamine determination was investigated. The biosensors demonstrated high sensitivity to dopamine (minimum limit of detection - 5 μM). The linear range of analyte determination was up to 1 mM. It was established that the developed biosensor is characterized by high reproducibility of responses during several hours of continuous operation (RSD = 10%). The proposed biosensor was tested regarding the possibility of its long-term storage under different conditions. The selectivity of dopamine-sensitive biosensor towards probable interferents was studied. Conclusion. A conductometric biosensor was developed for the determination of dopamine concentration. The biosensor was shown to be highly sensitive to dopamine: the minimum limit of detection is 5 μM. The linear range of determination was 5 μM - 1 mM. The developed conductometric biosensor was proven to be suitable for measuring dopamine concentration in biological and pharmaceutical samples.
В данной работе разработан кондуктометрический биосенсор, предназначен-ный для определения концентрации дофамина. Для создания биоселектив-ного элемента биосенсора использовали фермент лакказу, который был иммобилизован ковалентной сшивкой глутаровым альдегидом с бычьим сывороточным альбумином на поверхности кондуктометрического преобразователя. В качестве преобразователя использовались две пары золотых электродов, нанесенных на керамическую подложку. В работе были подобраны оптимальные условия иммобилизации лакказы, исследовано влияние параметров раствора (ионная сила, рН, буферная емкость) на работу разработанного биосенсора для определения дофамина. Полученные биосенсоры демонстрировали высокую чувствительность к дофамину (минимальная граница определения - 5 мкМ). Линейный диапазон биосенсорного определения аналита был до 1 мМ. Установлено, что разработанный биосенсор характеризуется высокой воспроизводимостью сигналов в течение нескольких часов непрерывной работы (RSD = 10%). Проверена возможность долгосрочного хранения биосенсора в различных условиях. Показано, что дофаминчувствительный биосенсор характеризо-вался хорошей селективностью в отношении возможных интерферирующих веществ и в дальнейшем может быть использован для определения концентрации дофамина в биологических и фармацевтических образцах.
В даній роботі розроблено кондуктометричний біосенсор, призначений для визначення концентрацій дофаміну. Для створення біоселективного елементу біосенсора використовували фермент лакказу, що був іммобілізований ковалентною зшивкою глутаровим альдегідом з бичачим сироватковим альбуміном на поверхні кондуктометричного перетворювача. Як перетворювач використовувались дві пари золотих гребінчастих електродів, нанесених на ситалову підкладку. В роботі було підібрано оптимальні умови іммобілізації лаккази, досліджено вплив параметрів розчину (іонна сила, рН, буферна ємність) на роботу розробленого біосенсора для визначення дофаміну. Отримані біосенсори демонстрували високу чутливість до дофаміну (мінімальна границя визначення – 5 мкМ). Лінійний діапазон біосенсорного визначення аналіту був до 1 мМ. Встановлено, що розроблений біосенсор характеризується високою відтворюваністю відгуків впродовж декількох годин безперервної роботи (RSD=10%). Пере- вірено можливість довгострокового зберігання запропонованого біосенсора в різних умовах. Показано, що дофамінчутливий біосенсор характеризувався гарною селективністю відносно можливих інтерферуючих речовин і в подальшому може бути використаний для визначення концентрації дофаміну в біологічних та фармацевтичних зразках.
Databáze: OpenAIRE
Externí odkaz: