Розробка амперометричних біосенсорів для визначення лактату, етанолу та глюкози у виноматеріалах - Автореферат

НАЦІОНАЛЬНА АКАДЕМІЯ НАУК УКРАЇНИРоботу виконано в лабораторії біомолекулярної електроніки відділу механізмів трансляції генетичної інформації Інституту молекулярної біології та генетики НАН України (м. Науковийдоктор біологічних наук, старший науковий співробітник КЕРІВНИКДЗЯДЕВИЧ Сергій Вікторович, Інститут молекулярної біології та генетики НАН України, провідний науковий співробітник лабораторії біомолекулярної електроніки відділу механізмів трансляції генетичної інформації. доктор біологічних наук, професор Говорун Дмитро Миколайович, Інститут молекулярної біології та генетики НАН України, заступник директора з наукової роботи, завідувач відділу молекулярної біофізики. Захист дисертації відбудеться 23 травня 2006 р. о 1000 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.237.01 в Інституті молекулярної біології та генетики НАН України за адресою: 03143, Київ-143, вул. З дисертацією можна ознайомитися у бібліотеці Інституту молекулярної біології та генетики НАН України (03143, Київ-143, вул.Дисертація відповідає основному плану робіт лабораторії біомолекулярної електроніки відділу механізмів трансляції генетичної інформації Інституту молекулярної біології та генетики НАН України і виконувалася в рамках таких тем: “Розробка нових підходів для створення амперометричних біосенсорів для потреб біотехнології” (НДР НАНУ, № держ. реєстрації 0103U000074, 2003-2007 рр.); “Розробка монобіосенсорів та сенсорних масивів для біотехнології та харчової промисловості” (НДР Міністерства освіти і науки України № ДП/224-2003, № держ. реєстрації 0103U008703, 2003-2006 рр.); “Novel technology for fermentation process monitoring and quality control of alcoholic beverages based on enzyme electrodes and kits” (INTAS Grant № 00-0751, 2001-2004 рр.). Основна мета роботи - розробити амперометричну ферментну біосенсорну систему для проведення аналізу лактату, етанолу та глюкози у вині та виноматеріалах. Провести апробацію розроблених лабораторних прототипів біосенсорів для визначення лактату, етанолу та глюкози у реальних зразках вина та виноматеріалів і порівняти отримані результати з даними, отриманими за допомогою загальноприйнятих методик. Вперше розроблено лабораторний прототип сенсорної системи на основі амперометричного перетворювача для аналізу лактату, етанолу та глюкози у реальних зразках виноматеріалів без попередньої обробки останніх, яка може бути застосована у харчовій промисловості для контролю та оптимізації процесу зброджування вина та контролю його якості. Вперше проведено апробацію розроблених лабораторних прототипів амперометричних біосенсорів при кількісному аналізі лактату, етанолу та глюкози у вині та виноградному суслі в процесі його зброджування і продемонстровано кореляцію отриманих даних з результатами, отриманими загальноприйнятими методами.У роботі використано такі реактиви: глюкозооксидаза (ГОД) з Penicillium vitale виробництва фірми КНПО “Діагностикум” (Львів, Україна) з активністю 130 од. акт./мг; алкогольоксидаза (АОД) з Hansenula polymorpha C-105, люб"язно надана М.В. Гончарем (Інститут біології клітини НАН України, Львів, Україна) у вигляді суспензії ферменту в 50 ММ фосфатному буфері, РН 7,5, що містив 70 % (NH4)2SO4 та 1 ММ ЕДТА (активність ферменту в розчині 6 од. акт./мг білка); лактатоксидаза (ЛОД) з Pediococcus species виробництва фірми “Sigma” (Німеччина) з активністю 31 од. акт./мг сухого матеріалу та 49 од. акт./мг сухого матеріалу; лактатоксидаза з Pediococcus species виробництва фірми “Fluka” (Швейцарія) з активністю 40 од. акт./мг сухого матеріалу; глюкоза виробництва фірми „Sigma-Aldrich Chimie S.а.r.l.” (Франція); 99% етанол виробництва фірми „Fluka” (Німеччина); лактат виробництва фірми “Sigma” (США); бичачий сироватковий альбумін (БСА) виробництва фірми „Sigma-Aldrich Chimie S.а.r.l.” (Франція); L-аскорбінова кислота виробництва фірми „Sigma-Aldrich Chimie S.а.r.l.” (Франція); K4[Fe(CN)6]?3H2O виробництва фірми “Merck” (Німеччина); KCL виробництва фірми „Riedel-de Haen Laborchemikalien GMBH” (Німеччина); полі(етиленгліколь) ММ=1450 виробництва фірми “Sigma” (Швейцарія); 50% водний розчин глутарового альдегіду (ГА) виробництва фірми “Sigma - Aldrich Chimie S.а.r.l. Як буфер використовували фосфатний розчин (КН2РО4-Na2HPO4?12H2O) виробництва фірми „Baker Analyzed” (Нідерланди) та вітчизняного виробництва, його величина РН змінювалась залежно від співвідношення солей у межах 6,0-8,0 (Лурье, 1979). У роботі використано амперометричні електроди різного типу: платинові друковані електроди “SENSLAB” (SENSLAB GMBH, Лейпціг, Німеччина), електроди на основі графітових стрижнів типу RW-001 (Ringsdorffwerke GMBH, Бонн, Німеччина), платинові дискові електроди діаметром 1 мм, виготовлені безпосередньо у лабораторії, та мікроелектроди на основі вуглецевого волокна власного виробництва з довжиною робочої частини 500 мкм.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ