ИСТИНА

Стимулчувствительные (со)полимерные микрогели способны обратимо изменять свой гидрофильно-гидрофобный баланс в соответствии с внешними условиями, такими, например, как температура, pH и состав растворителя. Это замечательное свойство позволяет им легко адаптироваться к поверхностям различной природы, что обусловливает их применение для модификации проводящих поверхностей (золото, графит). Кроме того, (со)полимерные микрогели представляют собой высокоёмкие контейнеры для недеструктивной иммобилизации биологически активных веществ, в частности ферментов, предоставляя им обогащённое водой микроокружение, что открывает широкие возможности для конструирования (био)сенсорных покрытий. Целью данной работы стало изучение условий формирования и свойств микрогель-ферментных покрытий, образованных рН- и термочувствительным катионным микрогелем (МГ) на основе сополимера N-изопропилакриламида и диметиламинопропилметакриламида, П(НИПАМ-со-ДМАПМА), и ферментом глюкозооксидазой (ГО). Исследование процессов формирования микрогелевых и микрогель-ферментных покрытий, а также влияющих на них факторов, было выполнено методами пьезоэлектрического микровзвешивания с мониторингом диссипации и атомно-силовой микроскопии. Обнаружено, что при pH 9,5 микрогель, находящийся в гидрофобизованном состоянии, эффективно адсорбируется и прочно удерживается на относительно гидрофобной (золотой) поверхности, при этом сохраняя свои стимулчувствительные свойства. Установлено, что адсорбированный микрогель, будучи положительно заряженным при pH 7, эффективно связывает глобулы ГО (pI 4.3), несущие в данных условиях суммарный отрицательный заряд. Показано, что электростатическое взаимодействие фермента с микрогелем не вызывает десорбцию микрогеля либо потерю им стимулчувствительности. На основе знаний, полученных двумя предыдущими методами, были созданы реальные биосенсорные системы. Поверхность планарных графитовых электродов (ПГЭ) была последовательно модифицирована пероксидчувствительным медиатором (наночастицами диоксида марганца), микрогелем (адсорбция, pH 9,5, 25 или 50 °С) и глюкозооксидазой (электростатическая иммобилизация, pH 7, 25 °С). Методом амперометрии для полученных биосенсоров определены хорошие аналитические характеристики по β-D-глюкозе, а именно высокая чувствительность (0,02 [МГ 25 °C] и 0,03 [МГ 50 °C] А/(M·кв.см)), низкий предел обнаружения (0,80 [МГ 25 °C] и 0,33 [МГ 50 °C] мкМ), а также широкий линейный диапазон (1-1000 мкМ). Отметим, что градуировочная зависимость по β-D-глюкозе имеет больший наклон в том случае, когда микрогель адсорбировали при повышенной температуре (50 °C). В то же время ПГЭ, модифицированные микрогелем при комнатной температуре (25 °С), демонстрируют лучшую операционную стабильность. Продемонстрировано, что при инкубации ПГЭ в 0,25 М NaCl происходит быстрое выделение части ГО из микрогелевого покрытия.