+ All Categories
Home > Documents > BIOSENZORI ELECTROCHIMICI

BIOSENZORI ELECTROCHIMICI

Date post: 10-Feb-2018
Category:
Upload: anon886161951
View: 230 times
Download: 0 times
Share this document with a friend
12
 1 BIOSENZORI ELECTROCHIMICI Critu Adrian UNIVERSITATEA POLITEHNICA BUCURESTI FACULTATEA DE CHIMIE APLICATA SI STIINTA MATERIALELOR
Transcript
Page 1: BIOSENZORI ELECTROCHIMICI

7/22/2019 BIOSENZORI ELECTROCHIMICI

http://slidepdf.com/reader/full/biosenzori-electrochimici 1/12

 

1

BIOSENZORI ELECTROCHIMICI

Critu Adrian

UNIVERSITATEA POLITEHNICA BUCURESTI FACULTATEA DECHIMIE APLICATA SI STIINTA MATERIALELOR

Page 2: BIOSENZORI ELECTROCHIMICI

7/22/2019 BIOSENZORI ELECTROCHIMICI

http://slidepdf.com/reader/full/biosenzori-electrochimici 2/12

 

2

Cuprins

Biosenzori enzimatici pentru determinarea compuşilor de interes nutritiv…………………..3 Biosenzori pentru glucoză.............................................................................................................3Biosenzori electrochimici pentru colesterol……………………………………………....5 Biosenzori pentru determinarea calităţii peştelui...................................................................6  Biosenzori enzimatici pentru determinarea contaminanţilor alimentari..............................8Biosenzori enzimatici pentru determinarea metalelor grele...................................................8Biosenzori enzimatici pentru determinarea pesticidelor.......................................................9Biosenzori enzimatici pentru determinarea azotiţilor si azotaţilor......................................10Bibliografie...................................................................................................................................12

Page 3: BIOSENZORI ELECTROCHIMICI

7/22/2019 BIOSENZORI ELECTROCHIMICI

http://slidepdf.com/reader/full/biosenzori-electrochimici 3/12

 

3

Biosenzori electrochimici

Biosenzorii electrochimici bazaţi pe utilizarea enzimelor au fost, de-a lungul timpului,

cei mai studiaţi şi mai dezvoltaţi. Biosenzorii dedicaţi analizei alimentelor beneficiază deexperienţa câştigată la dezvoltarea senzorilor utilizaţi în domeniul medical, precum şi în domeniulcontrolului calităţii mediului. Cu toate acestea, biosenzorii enzimatici pot prezenta o serie dedezavantaje în cazul unor probe atât de complexe ca cele alimentare:-stabilitate redusă, transpusă printr -un timp scurt de viaţă a biosenzorului-interferenţe electrochimice datorită complexităţii matricei probei -îmbâcsirea suprafeţei active a senzorului 

O parte din aceste neajunsuri pot fi prevenite prin utilizarea de mediatori chimici (pentrumicşorarea potenţialului aplicat senzorului, mare parte din interferenţele electrochimiceflind astfel evitate) şi a unor filme (electropolimerizate, de Nafion, etc)  pentru protejarea

enzimei şi a suprafeţei electrodului. În controlul calităţii alimentelor, există câteva categorii importante de analiţi de interes:

compuşi intrinseci cu valoare nutritivă (carbohidraţi, proteine, vitamine, aminoacizi, lipide,etc), contaminanţi (pesticide, metale grele, nitriţi, antibiotice, hormoni şi stimulatori de creştere,micotoxine), aditivi alimentari (coloranţi, vitamine, corectori de gust), conservanţi. 

Biosenzori enzimatici pentru determinarea compuşilor de interes nutritiv

În continuare vor fi prezentaţi o serie de biosenzori electrochimici enzimatici destinaţideterminării din alimente a unor compuşi ce constituie un indicator al valorii nutritive sau a

calităţii produselor analizate. A)Biosenzori pentru glucoză Cele mai multe exemple de biosenzori de succes se referă la cei realizaţi pentru

determinarea glucozei dintr-o gamă largă de probe utilizând glucozoxidaza (GOD). De altfel,de cele mai multe ori GOD este folosită ca enzimă model în situaţiile în care sunt testate noimetode de asamblare şi realizare a unor biosenzori bazaţi pe enzime din clasa oxido-reductazelor. GOD este una dintre cele mai stabile enzime şi are un preţ de cost scăzut, ceea ce oface extrem de atractivă pentru tehnologia biosenzorilor. Principiul de funcţionare a  unuiasemenea biosenzor se bazează pe măsurarea concentraţiei de  consumat sau de   pro-dus.

glucoză +

 →  gluconolactonă +

 

Cei mai simpli biosenzori amperometrici sunt bazaţi pe electrodul de oxigen Clark. Acestaconstă dintr -un catod de Pt la care are loc reducerea oxigenului şi un electrod de referinţă deAg/AgCl. La aplicarea unui diferenţe de potenţial de -0,6 V Intre cei doi electrozi, are loc producerea unui curent proporţional cu concentraţia oxigenului. 

Page 4: BIOSENZORI ELECTROCHIMICI

7/22/2019 BIOSENZORI ELECTROCHIMICI

http://slidepdf.com/reader/full/biosenzori-electrochimici 4/12

 

4

Anod(Ag):  Catod(Pt):  

În acest caz viteza procesului de reducere electrochimică a   depinde de viteza dedifuzie a oxigenului din masa soluţiei, care este dependentă de fapt de concentraţia

oxigenului din aceasta.La aplicarea unui electrod de Pt a unui potenţial de aproximativ + 0,68 V vs.

Ag/AgC1, se poate determina  produs enzimatic.Anod(Pt):    Catod(Ag):  

Aceşti biosenzori de  primă generaţie sunt dependenţi de concentraţia oxigenului dinmasa de soluţie a probei analizate. 

Primii biosenzori amperometrici pentru glucoză au fost realizaţi prin adsorbţia saureţ.inerea fizică a GOD la nivelul electrodului sau prin imobilizarea GOD pe o membranămicroporoasă ce era apoi aplicată la suprafaţa electrodului. O metodă mai avansată deconstrucţie a biosenzorilor a constat în înglobarea fizică a enzimei în matrici realizate dingeluri sintetice sau naturale. În cazul acestor biosenzori, toţi compuşii din probă cu potenţial deoxidare mai mic decât cel al  vor interfera contribuind la semnalul electrochimic total.Astfel, compuşi ca acidul ascorbic, glutationul sau acidul uric vor fi oxidaţi la potenţiale maimari de +0,6 V impreună cu  rezultat în urma reacţiei ezimatice. Ca urmare a acestuifapt a devenit foarte importantă găsirea unor soluţii fie pentru realizarea unor bariere care să nu permită trecerea interferenţilor, fie pentru pentru aplicarea unui potenţial cât mai scăzut posibil.

Page 5: BIOSENZORI ELECTROCHIMICI

7/22/2019 BIOSENZORI ELECTROCHIMICI

http://slidepdf.com/reader/full/biosenzori-electrochimici 5/12

 

5

B)Biosenzori electrochimici pentru colesterolDeterminarea conţinutului de colesterol din produsele alimentare de origine animală

(ouă, unt, ficat, rinichi, carne, peşte, lapte) a devenit importantă, în special în ultima perioadă datorită numărului mare de persoane care acuză un nivel sanguin crescut de

colesterol şi implicit a creşterii pacienţilor cu afecţiuni coronariene. Biosenzorii electrochimici dezvoltaţi pentru colesterol se bazează pe utilizarea

colesterol oxidazei (ChOx) şi a determinării directe sau enzimatice a apei oxigenateformate sau a medierii chimice a oxidării ChOx reduse.

Unul dintre primii biosenzori de acest fel a fost realizat prin imobilizarea covalentă acolesterol oxidazei şi a catalazei membrană pe bază de Teflon montată pe unelectrod de oxigen. Senzorul a demonstrat o reproductibilitate bună, un domeniu linear deconcentraţii ale colesterolului într e 90 pM şi 0,55 mM şi un timp de viaţă de o luna.  

Prin co-imobilizarea colesterol esterazei (ChEt) şi a ChOx prin înglobare într-un filmde polipirol electropolimerizat se poate realiza un biosenzor care la un potenţial de lucru de

+0,8 V permite determinarea colesterolului în domeniul de concentraţii 1-8 mM. Un senzorsimilar bazat pe imobilizarea celor două enzime prin reticulare cu BSA şi glutaraldehidă lasuprafaţa electroactivă a unui electrod de oxigen a permis determinarea colesterolului îndomeniul 2-50 mg/dl. Biosenzorul este stabil mai mult de două luni şi a fost aplicat pentrudeterminarea colesterolului din ouă şi carne. 

Recent a fost raportat un biosenzor în care ChOx a fost imobilizată prin adsobţie directla suprafaţa unui electrod de aur. Au fost testaţi diverşi mediatori:hidroximetilferocen, tionina, Nile blue, Azure A cu rol de acceptori de electroni de la ChOxredusă. Cele mai bune rezultate au fost obţinute prin determinarea directă a  la potenţialul de+0,5 V, limita de detecţie fiind de 60.

Page 6: BIOSENZORI ELECTROCHIMICI

7/22/2019 BIOSENZORI ELECTROCHIMICI

http://slidepdf.com/reader/full/biosenzori-electrochimici 6/12

 

6

C)Biosenzori pentru determinarea calităţii peştelui Pescuitul, piscicultura şi industria adiacentă de procesare a peştelui reprezintă un

domeniul extrem de important din sectorul alimentar. Calitatea peştelui pescuit este dificil decontrolat datorită diferenţelor date de speciile diferite, habitat, acţiunii enzimelor autolitice

şi hidrolitice ale enzimelor microbiene de la nivelul ţesutului muscular. În ceea ce priveşte peştele de acvacultură sunt necesare operaţii precise de control al calităţii apei (pH, BOD,salinitate) şi utilizarea unor nutrienţi adecvaţi. Produsele piscicole sunt cunoscute ca fiindfoarte perisabile, cu un grad mare de risc în ceea ce priveşte sănătatea consumatorilor datorităunor microorganisme ca Salmonella sp. sau Vibrio sp., unor toxine naturale, a metalelor grele,etc. Uniunea Europeană a impus reglementări severe referitoare la calitatea produselor piscicole comercializate de ţările exportatoare. 

Imediat după capturarea peştelui, au loc o serie de modificări biochimice postmorteminiţiate în ţesutul muscular, modificări ce sunt la inceput de natură autolitică, iar apoi suntdeterminate de microorganismele contaminante. Imediat după instalarea morţii peştelui,incetează biosinteza de adenozin trifosfat (ATP), iar ATP-ul existent este degradat de

enzimele musculare conform următoarei serii de reacţii: 

ATP → ADP → AMP → IMP → HxR → Hx → X → U  

unde ADP = adenozin difosfat, AMP = adenozin monofosfat, IMP = inozin-5'-monofosfat, HxR = inozină, Hx = hipoxantină, X = xantină, U = acid uric.  

Primele etape, pănă la formarea de HxR, se desfăşoară rapid sub acţiunea enzimelorendogene. Ultimele două etape sunt mai lente şi se datorează microorganismelorresponsabile de alterarea peştelui. Aceste enzime microbiene sunt:

HxR + Pi 

→   HX + ribozopirofosfat

Hx +   ()→  

X +   ()→  

S-a dernonstrat că există o legătură strânsă Intre catabolismul nucleotidelor şi  pierderea prospeţimii. Astfel au for propuşi diverşi indicatori pentru evaluarea prospeţimii, cum ar fivaloarea = raportul hipoxantină / adenină. 

Un alt indicator al prospeţimii este trimetilamina (TMA) care se formează în urma acţiuniitrimetilamino —oxidoreductazei asupra oxidului de trimetilarnină. În cazul codului refrigerat,limitele acceptabile pentru Hx şi TMA sunt de 50 mg şi respectiv 15 mg la 100 g carne.

Metodele clasice de determinare a Hx se realizează cu ajutorul unor tehnicilaborioase de pregatire a probelor şi a metodelor HPLC. 

Primii biosenzori pentru evaluarea calităţii peştelui au fost dezvoltaţi Incă din anii 80.Aceştia s-au bazat pe XO imobilizată covalent pe o membrană de acetat de celuloză aplicată peun electrod de oxigen. XO oxidează Hx cu generare de apă oxigenată şi consum de oxigen ce

Page 7: BIOSENZORI ELECTROCHIMICI

7/22/2019 BIOSENZORI ELECTROCHIMICI

http://slidepdf.com/reader/full/biosenzori-electrochimici 7/12

 

7

este monitorizat de electrod. A fost obţinut un domeniu linear de concentraţii de 0,06 —  1,5 mMhipoxantină, senzorul putând fi utilizat pentru mai mult de 100 de determinări.  

O limită de detecţie de 10 ori mai scăzută a fost atinsă cu XO imobilizată pemembrană de triacetat de celuloză montată la suprafaţa unui electrod de pastă de carbonmodificată cu hidroximetilferocen ca mediator pentru transferul de electroni. 

Pentru determinarea hipoxantinei, inozinei şi inozin monofosfatului din peşte s-au realizatelectrozi enzimatici bazaţi pe încorporarea alături de ferocen a enzimelor xantin oxidaza,nucleozid fosforilaza şi respectiv, nucleozidaza într-o membrană conductoare de polipirol.

Un alt mediator de elect-roni ce poate fi utilizat este violetul de metil înglobat în  pastăde carbon, iar XO poate fi imobilizată într-un film de polianilină electrodepus pe suprafaţaelectrodului. În acest caz, deterrninarea Hx se bazează pe monitorizarea consumului deoxigen, practic răspunsul senzorului fiind dat de reducerea electrocatalitică a oxigenului.Domeniul de concentraţii  acoperit de acest senzor este 1 μM  –   0,4 mM Hx, iar speciilecoexistente în carnea de peşte nu interferă. 

Recent a fost raportat un biosenzor pentru Hx şi X realizat din microparticule de carbonsticlos modificate cu nanoparticule de Au şi XO. Au fost obţinute grafice de calibrare hneare

 pentrui domeniile de concentraţii 0,5 μM-0,0 1 mM xantină şi 5 tM —  0,15 mM hipoxantină.Biosenzorul a fost aplicat cu rezultate foarte bune pentru determinarea Hx din carnea de ton.

Page 8: BIOSENZORI ELECTROCHIMICI

7/22/2019 BIOSENZORI ELECTROCHIMICI

http://slidepdf.com/reader/full/biosenzori-electrochimici 8/12

 

8

Biosenzori enzimatici pentru determinarea contaminanţilor alimentari

Biosenzorii enzimatici prezintă caracteristiciIe necesare pentru screening-ul şideterminarea cantitativă a multor compuşi care se incadrează în categoria contaminantiloralimentari. Dintre aceştia, în cele ce urmează, vor fi prezentaţi biosenzorii electrochimici

enzimatici pentru determinarea metalelor grele, pesticidelor şi azotiţilor / azotaţilor.

A)Biosenzori enzimatici pentru determinarea metalelor grelePrincipiul care stă la baza constructiei biosenzoriIor pentru determinarea metalelor grele

este cel al inhibitiei enzimatice. Fenomenul inhibiţiei enzimatice este adesea complex,aceasta putând fi reversibilă sau ireversibilă. 

Inhibitorii reversibili sunt în general compuşi cu structură similară substratului care se pot lega la centrul activ al enzimei competitionând cu substratul (inhibiţie competitivă). Dacăinhibitorul nu se leagă de enzimă, ci de complexul enzimă —  substrat, inhibitia este de tip ne-competitiv.

Inhibitorii ireversibili formează cu enzima legături covalente la niveIul centrului catalitic

activ al acesteia. Termenul ireversibil semnifică distrugerea enzimei, prin hidroliză,oxidare, etc.

Tipul de inhibitie depinde mult de cinetica acestui proces. De exemplu, s-ademonstrat că "în cazul inhibitiei peroxidazei, în primele 5 secunde ale incubăriiinhibitorului cu enzima procesul este reversibil, după care devine ireversibil. 

Gradul de inhibitie depinde de concentratia inhibitorului şi de timpul de incubare. În cazul biosenzorilor pentru care fenomenele de difuzie sunt importante s-a constatat că, dupăexpunerea biosenzorului la inhibitor, inhi bitia procentuală este direct proportională cuconcentratia inhibitorului şi cu rădacina pătrată a timpului de incubare.

Ionii metalelor grele au capacitatea de a inhiba în mod specific o varietate mare de

enzime. Mercurul este unul dintre metalele grele cele mai determinate cu ajutorul biosenzorilor enzimatici. Au fost realizati biosenzori pentru determinarea mercurului şimetilmercurului (fointa organică a mercurului) pe baza inhibitiei unor enzime ca: peroxidaza, ureaza, glucozoxidaza, alcool oxidaza, glicerol-3-fosfat oxidaza, invertaza, etc.Cadmiul inhibă ureaza şi butirilcolinesteraza, iar cuprul acetilcolinesteraza. 

Page 9: BIOSENZORI ELECTROCHIMICI

7/22/2019 BIOSENZORI ELECTROCHIMICI

http://slidepdf.com/reader/full/biosenzori-electrochimici 9/12

 

9

B)Biosenzori enzimatici pentru determinarea pesticidelorPesticidele sunt utilizate pe scară largă in agricultură pentru creşterea productivitătii  prin

reducerea efectului negativ a1 insectelor şi microorganismelor, precum şi prin inhibareacreşterii buruienilor. În ultima decadă, în întreaga lume s-au folosit aproximativ 1 milion de

tone de pesticide / an. Acestea sunt împărţite în aproximativ 26 % insecticide, 31 %fungicide şi 43 % ierbicide. Majoritatea insecticidelor sunt inhibitori deacetilcolinesterază (AChE), 55 % aparţinând organofasfaţilor şi 11 % carbamaţilor. Datorităsolubilităţii relativ scăzute în apă, pesticidele nu pot fi eliminate în totalitate de pe produsele agro-alimentare printr-o simplă spălare. Ca urmare pot fi ingerate de către consumatori ducând 1aintoxicări acute sau cronice. Pentru a limita utilizarea pesticidelor în sectorul agricol, lanivelul diverselor organizaţii internaţionale şi naţionale au fost stabilite diverse reglementări.O preocupare deosebită o constituie expunerea copii1or la pesticide, acestea fiind neurotoxine putemice, datorită sensibilităţii lor mai mari la efectele toxice ale acestor compuşi. În acest sens,Uniunea Europeană a stabilit limite foarte joase pentru pesticidele din alimentele pentru copii(<101,1g/kg). Din aceste motive, a crescut foarte mult interesul pentru metodele rapide,

sensibile şi acceptabile ca preţ pentru determinarea pesticidelor (având in vedere numărul marede analize ce trebuie efectuate). Metodele tradiţionale se bazează pe cromatografia de gaze şide lichide cuplate cu detectorii spectrometrici de masă. Aceste metode oferă informaţiicomplexe privind tipul pesticidelor din probele analizate, dar sunt mari consumatoare de timp,necesită aparatură sofisticată şi personal cu o calificare înaltă. De asemenea, aceste metode pot genera rezultate fals negative datorită numărului mare de pesticide ce nu poate fitotdeauna acoperit de metoda aplicată. 

Biosenzorii bazaţi pe exploatarea efectului inhi bitor al pesticidelor asupracolinesterazelor reprezintă o altemativă foarte atractivă în controlul calităţii alimentelor.Aceştia pot fi utilizaţi pentru determinarea rapidă a organofosfaţilor şi carbamaţilor ca un

indice total exprimat in grad de inhibiţie al AChE.AChE şi BuChE (butilcolinesteraza) catalizează reacţia de hidroliză a acetilcolineiACh(substratul natural) şi respectiv butilcolinei (BuCh), ca produşi de reacţie formându-secolina şi acidul acetic / acidul butilic. Pentru realizarea biosenzorilor electrochimici pentrudeterminarea pesticidelor, poate fi determinat fie acidul acetic / butilic, potenţiometric, fie colina prin utilizarea unei a două enzime, colin oxidaza (Ch0) care duce la fonnarea de apăoxigenată detectată amperometric. Când se foloseşte ca substrat enzimaticacetiltiocolina (ATCh) sau butiltiocolina (BuTCh), tiocolina rezultată poate fi determinatăelectrochimic prin utilizarea unor mediatori redox, cum ar fi cobaltftalocianina (CoPC).

Marele avantaj al inhibiţiei colinesterazelor de către pesticide este reprezentat de posibilitatea reactivării enzimei cu piridin-2-aldoximă. Totuşi, biosenzorii pentru pesticide

 prezintă şi o serie de minusuri, precum: necesitatea punerii in contact a acestora cu proba pentau un anumit timp de incubare care poate varia intre 5 şi 30 minute; necesitateareactivării enzimei după fiecare probă; lipsa unei specificităţi pentru clasa de pesticidedeterminată. 

Page 10: BIOSENZORI ELECTROCHIMICI

7/22/2019 BIOSENZORI ELECTROCHIMICI

http://slidepdf.com/reader/full/biosenzori-electrochimici 10/12

 

10

C)Biosenzori enzimatici pentru determinarea azotiţilor si azotaţilorÎn industria alimentară azotaţii şi azotiţii se folosesc pe scară largă ca aditivi, fiind cunoscuţi

sub denumirea de E249 (azotit de potasiu), E250 (azotit de sodiu), E251 (azotat de sodiu) şi

E252 (azotat de potasiu). Aceştia sunt utilizaţi pentru conservarea slăninii, cărnii, şuncii,

mezelurilor, pateurilor şi br ânzeturilor şi pentru păstrarea culorii roşii a cărnii prelucrate.Azotiţii se adaugă în special pentru inhibarea creşterii unor microorganisme cum ar fiClostridium botulinum, care produc toxina botulinică. 

Azotaţii pot fi detectaţi 1n concentraţii relativ mari şi în legume, datorită utilizăriiingraşămintelor pe bază de azotaţi. 

Azotaţii în sine au o toxicitate redusă, dar prin reducerea acestora la nivelul tractuluiintestinal se formează azotiţi care sunt mult mai toxici. Azotiţii inhibă respiraţia tisulară, reducabsorbţia proteinelor, blochează transportul de oxigen prin formaxe de methemoglobină,formează cu aminele din carne nitrozamine. Acestea din urmă sunt extrem de toxice, fi.inddovedit caracterul lor mutagen şi cancerigen puternic. 

La nivel european legislaţia în vigoare impune anumite limite maxime pentru azotaţii

şi azotiţii din alimente. Astfel, directiva 2006/52/EC prevede o concentraţie maximă admisăa azotiţilor de 150 mg/kg pentru came şi 100 mg/kg pentru produsele sterilizate, iar pentruazotaţi 250 mg/kg pentru carne, 50 mg/kg pentru brânzeturi şi pateuri de ficat şi 200 mg/kg pentru hering. Directiva 2006/1881/EC stabileşte pentru azotaţii din salată, spanac, rucola olimită de 2000 —  4000 mg/kg, şi de 200 mg/kg pentru hrana copiilor bazată pe cereale. 

Pentru determinarea azotiţilor din produsele din carne există diverse metode, cea mai populară fiind metoda spectrofotometrică bazată pe sulfanilamidă şi  N-1(1-naftil)etilendiamina, dar o serie de studii extinse au demonstrat ca deseori se înregistrează oregasire procentuală de numai 50 % a azotiţilor, datorită interferenţei acidului ascorbic prezentşi el ca aditiv in acest tip de probe. Au fost dezvoltate şi o serie de metode cromatogratice

 pentru determinarea azoţilor, dar aplicaţiile cele mai atractive sunt cele  bazate pe electroziion-selectivi. Datorită complexităţii matricilor probelor de carne, rezultatele obţinute cuaceste metode traditionale sunt puternic influentate de o multitudine de interferenţi, fiindnecesare adesea proceduri complicate de prelucrare a probelor.

Prin utilizarea unor enzime specifice (nitrat reductaza şi nitrit reductaza), extrem deselective şi a unor mediatori pentru transferul de electroni de tipul Metil Violetului, biosenzorii pot constitui o alternativă atractivă pentru determinarea azotaţilor  şi azotiţilor din produsele alimentare. Nitrat reductaza (NR) este NAD + / NADH dependentă şi catalizeazăreducerea azotatului la amoniac. Nitrit reductazele (NiR) pot fi fi izolate din diverse surse cumar fi: Desulfovibrio desulfuricans, Alcaligenes faecalis şi Paracoccus pantotrophus, prezentândde cele mai multe ori un mecanism similar NR, de reducere a azotitului la amoniac.

Pentru determinarea azotatului, Serge Cosnier a raportat două strategii deimobilizare a nitrat reductazei (NR) in două matrici redox, una fiind un polimer organicobţinut prin electropolimerizarea pirol-violetului, iar cealaltă un compozit argilă polipirol. Biosenzorul bazat pe cea de a doua matrice depusă pe un electrod de carbon sticlosa demonstrat un răspuns catalitic sernnificativ în prezenţa azotatului, fiind atinsă o limită dedetecţie de 0,5μM. 

Pentru realizarea unui biosenzor conductometric pentru determinarea azotatului, nitratreductaza din  Aspergillus niger a fost imobilizată prin reticulare cu BSA, Nafion şi Metil

Page 11: BIOSENZORI ELECTROCHIMICI

7/22/2019 BIOSENZORI ELECTROCHIMICI

http://slidepdf.com/reader/full/biosenzori-electrochimici 11/12

 

11

Violet. Timpul de răspuns al acestui biosenzor a fost de 13 s, domeniul linear de 0,02-0,25mM şi limita de detecţie de 5 μM  azotat.

Recent a fost propus un biosenzor potenţiometric pentru azotat  bazat peîncorporarea galvanostatică a NR şi a cofactorului -NADH într-o membrană conductoare de polipiro1. Răspunsul potenţiometric optim pentru azotat a fost inregistrat la pH 7,3, limita de

detecţie fiind de 15 μM, iar domeniul linear de răspuns de 0,1-5 mM azotat,Azotitul a putut fi determinat cu o limită de detecţie de 5,4 μM cu un biosenzor pe bazăde citocrom c nitrit reductază (ccNiR) din Desulfovibrio desulfaricans. Enzima a fost înglobatăîntr-o membrană electropolimerizată de poli(pirol—violet) la suprafaţa unui electrod de carbonsticlos. Domeniul linear de răspuns a fost: 5,4 –  43,4μM  . Azotatul nu a interferat deloc, iarinterferenţa sulfitului a fost neglijabilă. Un biosenzor asemănător   a fost propus prinîng1obarea nitrit reductazei (NiR) şi violetului de metil (MV) intr-o membrană bazată pe polivinilalcoo1 (PVA), polialilamină şi poliuretan. Domeniul linear de răspuns al acestui biosenzor a fost 1,5-260 μM azotit.

Un nou format de biosenzor pentru determinarea azotitului a fost propus recent, pe bazaefectului inhibitor al acestuia asupra catalazei. Biosenzorul a fost realizat prin înglobarea

separată a peroxidazei într-un strat intern şi catalazei într-un strat extern de argilă anionică, în prezenţa H2O2, azotitul adăugat va bloca consumul de H2O2 de către catalază, determinând ocreştere a răspunsului amperometric datorat reducerii H2O2  de către peroxidaza din stratulintern. Limita de detecţie a acestui biosenzor a fost de 4μM.

Page 12: BIOSENZORI ELECTROCHIMICI

7/22/2019 BIOSENZORI ELECTROCHIMICI

http://slidepdf.com/reader/full/biosenzori-electrochimici 12/12

 

12

BibliografieProgrese în realizarea senzorilor si biosenzorilor pentru controlul calităţii alimentelor  –  Mihaela Badea, Mihaela-Carmen Cheregi, Cecilia Lete, Stelian Lupu


Recommended