ИСТИНА

Разработка методов неинвазивного мониторинга уровня метаболитов в экскреторных жидкостях представляет собой важную аналитическую задачу, поскольку в перспективе позволит отказаться от анализа крови и проводить измерения in situ. Биосенсоры на основе оксидаз и берлинской лазури (БЛ) наиболее часто используются в носимых устройствах для детекции лактата/глюкозы в поту и неинвазивной диагностики гипоксии/диабета, поскольку обеспечивают большой диапазон определяемых концентраций (до 4 порядков), а берлинская лазурь устойчива в среде пота. Традиционно сенсоры на основе БЛ функционируют в режиме хроноамперометрии при 0 В по трехэлектродной системе с использованием потенциостата или в режиме генерации мощности, при котором рабочий электрод накоротко замкнут с серебряным электродом сравнения[1]. При этом в качестве отклика сенсора рассматривают изменение стационарного тока, пропорционального концентрации анализируемого вещества. В настоящей работе предложено использовать биосенсоры на основе берлинской лазури в импульсном режиме генерации мощности. Используя программируемый амперметр, возможно задавать время замыкания/размыкания цепи, тем самым регулируя соотношение диффузионной и кинетической компонент регистрируемого тока и влияя на аналитические характеристики сенсоров. В настоящей работе были исследованы аналитические характеристики глюкозных биосенсоров в квазистационарном режиме генерации мощности. В соответствии с законом Коттрелла в условиях скачка потенциала (при замыкании цепи) отклик тем выше, чем меньше время регистрации тока от момента замыкания цепи tсчит. Так, для tсчит = 200 мс коэфффициент чувствительности составляет 2.77±0.02 А·М-1·см-2 при фоновом сигнале 8.26 мкА·см-2 , а соотношение «сигнал/фон» - 0.34 мкМ-1, что почти в 2.5 раза больше по сравнению с аналогичным биосенсором, функционирующим в стационарном режиме. Регистрируемый фарадеевский ток складывается из тока восстановления H2O2, образующегося в ходе ферментативной реакции, и тока восстановления БЛ до берлинского белого (фоновый сигнал). В соответствии с этим, увеличение времени размыкания цепи tвыкл приводит к более полной разрядке берлинского белого и последующему усилению отклика при замыкании цепи за счет увеличения количества берлинской лазури в чувствительном слое. Установлено, что для глюкозного биосенсора оптимальным является режим с tвыкл = 15 с, при этом вышеупомянутый коэффициент чувствительности 2.77±0.02 А·М-1·см-2 достигается при tвыкл = 15 с. Замечено, что величина отклика линейно зависит от tвыкл в диапазоне 0-25 c. Значение тангенса этой зависимости является функцией только концентрации глюкозы, не зависит от флуктуации фоновых сигналов, не изменяется в условиях длительной эксплуатации и многократном использовании биосенсора. Используя программируемый амперметр и варьируя межимпульсный интервал, возможно создать «отпечаток» для каждой концентрации метаболита. Это позволит в перспективе создать аналог электронного языка, реализуемого с использованием единичного биосенсора.