Ферментный электрод для определения концентрации тиохолиновых эфиров Советский патент 1992 года по МПК G01N27/333 

Изобретение относится к электрохимическим устройствам, используемым в аналитической химии, в частности для определения субстратов и ингибиторов холинэстеразы, и может быть использовано в медицине, токсикологии и анализе объектов окружающей среды.

Известны ферментные электроды на основе иммобилизованной холинэстеразы, представляющие собой платиновый или серебряный токосъемники и контактирующие с полимерными мембранами, содержащими иммобилизованный фермент.

Наиболее близок к изобретению по технической сущности и достигнутому результату ферментный электрод для определения концентрации тиохолиновых эфиров, состоящий из серебряного амальгамированного токосъемника и электролитически связанной с ним нитроцеллюлозной мембраны, со- держащейиммобилизованную

холинэстеразу.

Недостатками известного технического решения являются использование в конструкции электрода высокотоксичной ртути; низкая стабильность и долговечность электрода, обусловленные необходимостью периодического возобновления ртутной пленки (на практике - ежесуточного); недостаточная чувствительность, поскольку предел обнаружения тиохолиновых эфиров ограничен (Cmm моль/л).

Целью изобретения является повышение чувствительности, долговечности, стабильности и уменьшение токсичности электрода.

Указанная цель достигается тем, что в электроде, включающем токосъемник, электролитически связанный с мембраной, содержащей холинэстеразу, упомянутый токосъемник выполнен из пластины и покрыт ковалентно связанным с ней бис-гидразон 1 1-диацетилферроценом.

СО

с

§

о VI

Для приготовления ферментного электрода платиновую проволоку диаметром 1 мм впаивают в стеклянный цилиндр, торец механически зашлифовывают и обезжиривают. Затем токосъемник выдерживают в течение 1 ч при потенциале 2,5 В в 0,1 моль/л серной кислоте. После этого токосъемник высушивают и погружают в 10%-ный раствор у-аминопропилтриэтоксисилана в абсолютном толуоле. Токосъемник промыва- ют абсолютным толуолом и выдерживают 4 ч вЗ%-ном растворе бис-гидразона 1э1-диаце- тилферроцена в том же растворителе. Затем токосъемник высушивают в вакууме водоструйного насоса при . На поверх- ность токосъемника накладывается ферментная мембрана из триацетата целлюлозы. Для ее получения пленку триацетата целлюлозы выдерживают в течение 12 ч в фосфатном буфере, содержащем бу- тирилхолинэстеразу. После этого физически адсорбированный в пленке фермент сшивается 3%-ным раствором глутарового альдегида. Аналитическим сигналом служит величина анодного тока в пике при потенци- але 0,85 В в буферном растворе, содержащем тиохолиновые эфиры.

Пример 1. Ферментный электрод помещают в анализируемый раствор, содержащий бутилтиохолин иодид и 0,02 моль/л фосфатного буфера, рН 7,8 и термо- статируют 10 мин, при 25°С. Концентрацию бутирилтиохолина рассчитывают по величине тока в пике каталитического окисления бис-гидразона 1 1-диацетилферроцена в присутствии тиохолина при 0,85 В, используя градуировочный график, построенный по стандартным растворам бутирилтиохо- лин иодида в тех же условиях. Градуировочный график линеен в области концентраций 5 10-10 4 моль/л. При концентрации бути- рилтиохолин иодида в растворе 10 моль/л определена концентрация бутирилтиохолина(1,1 ± 0,2)ИО 5моль/л при относительном стандартном отклонении, равном 0,03. Предел обнаружения составляет моль/л.

Пример 2. Условия измерения, так как и в примере 1. Анализируемый раствор содержит ацетилтиохолин иодид. Градуировочный график линеен в области концентраций моль/л. При концентрации ацетилтиохолин иодида в растворе моль/л определена концентрация ацетилтиохолин иодида (1,2 ±0,2)10 моль/л при относительном стандартном отклонении 0,06. Предел обнаружения составляет моль/л.

Пример 3. Условия измерения, как и в примере 1. Анализируемый раствор содержит бутирилтиохолин иодид или ацетилтио- холиниодид.Продолжительность

функционирования датчика превышает 6 мес. Наблюдается резкое уменьшение отклика ферментного электрода, сужается область линейности градуировочного графика по причине деградации оксидной пленки на платине и снижения количества бис-гидразона 1 1-диацетилферроцена на поверхности токосъемника.

Электрод устойчив на воздухе и не меняет своих характеристик в течение 6 мес. Он нетоксичен. Предел обнаружения тиохо; линовых эфиров составляет Cmin 10 моль/л.

Формула изобретения Ферментный электрод для определения концентрации тиохолиновых эфиров, включающий токосъемник, электролитически связанный с мембраной, содержащей холи- нэстеразу, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности, долговечности, стабильности и уменьшения токсичности электрода, токосъемник выполнен из платины и покрыт ковалентно связанным с ней бис-гидразон 1 1-диацетилферроценом.

Использование: аналитическая химия, в частности определение концентрации субстратов и ингибиторов холинэстеразы, может быть использовано в медицине, токсикологии и анализе объектов окружающей среды. Сущность изобретения: электрод состоит из токосъемника, электролитически связанного с мембраной из триацетата целлюлозы с иммобилизованной холинэстера- зой. Токосъемник выполнен из платины, включающей ковалентно связанный с ней бис-гидразон 1 1-диацетилферроцена