|
ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
ИПМех РАН |
||
Электрохимический биосенсор для определения глюкозы на основе прямого биоэлектрокатализа глюкозодегидрогеназыкурсовая работа (Бакалавр)
- Научные руководители: Андреев Е.А., Шавокшина В.А.
- Автор: Федорова Екатерина Алексеевна
- Тип: Бакалавр
- Организация, в которой проходила защита: МГУ имени М.В. Ломоносова
- Кафедра: Кафедра аналитической химии
- Год защиты: 2020
- Курс: 1
- Аннотация: В данный момент велика потребность проводить химический анализ в отраслях промышленности, науке и медицине (анализ воздуха рабочей зоны, определение токсичных веществ в окружающей среде). Для решения задач анализа необходимы экономически доступные устройства, дающие отклик на присутствие индивидуальных компонентов в исследуемых объектах. Данному критерию удовлетворяют биосенсоры. Биосенсор – это устройство, использующее биохимические реакции с участием биологических рецепторов для обнаружения химических соединений. Особенно остро необходимость создания подходящего сенсора для анализа биологических жидкостей ощущается в медицине: для людей, страдающих сахарным диабетом, определение содержания глюкозы в крови является жизненно важным клиническим анализом. Именно мониторинг уровня глюкозы в крови для диагностики сахарного диабета является наиболее востребованным применением глюкозных биосенсоров, однако они также находят широкое применение в биотехнологии, фундаментальной медицине и при контроле промышленных производств. Хотя существующие виды сенсоров широко применяются на практике для экспрессного анализа содержания глюкозы, они все еще обладают таким недостатком, как неспецифичность электродной реакции, из-за чего возникает низкая точность определения, связанная с влиянием интерферирующих соединений. Более того, существующие методики изготовления биосенсоров представляют собой многостадийные трудоемкие процессы. Одно из решений – создание биосенсора на основе прямого биоэлектрокатализа, который состоит в туннелировании электрона между активным участком фермента и электродом без каких-либо окислительно-восстановительных медиаторов. Благодаря нему возможно достижение упрощения аппаратного оформления устройства, а также уменьшение чувствительности к интерферирующим соединениям. Дополнительно увеличить эффективность прямого биоэлектрокатализа возможно с помощью использования наноразмерных углеродных материалов в качестве модификаторов поверхности биосенсоров. Во-первых, за счет них ощутимо возрастает площадь проводящей поверхности (на практике на значение аналитического сигнала будет влиять степень шероховатости поверхности электрода). Во-вторых, благодаря их малым размерам, они находятся в непосредственном контакте с редокс центрами ферментов. Помимо разработки биосенсора на основе прямого биоэлектрокатализа и модификации поверхности его электрода углеродными материалами, для улучшения аналитических характеристик биосенсора, в частности, надежного закрепления фермента, рационально использовать протонпроводящие мембраны типа Nafion. Эффективная работа биосенсора возможна лишь в том случае, если биоматериал находится в непосредственном контакте с электрохимическим преобразователем, поэтому иммобилизация фермента – важная стадия изготовления биосенсора. Благодаря применению Nafion представляется возможным снизить влияние интерферирующих соединений на отклик глюкозных биосенсоров, то есть решить часть имеющихся проблем, связанных с избирательностью сенсора. Таким образом, необходимо разработать глюкозный биосенсор на основе прямого биоэлектрокатализа, отвечающий технологическим запросам отраслей, то есть простой в аппаратном оформлении и обладающий высокой точностью определения благодаря модификации поверхности углеродными материалами и закрепления фермента за счет мембраны Nafion.
- Добавил в систему: Андреев Егор Андреевич