Биосенсоры Основные типы детекторов Потенциометрические сенсоры Ионоселективные

Зарегистрируйтесь, чтобы просмотреть полный документ!

РЕГИСТРАЦИЯ

Биосенсоры Основные типы детекторов

Потенциометрические сенсоры: Ионоселективные электроды

Потенциометрические сенсоры: редокс-электроды

Амперометрические ферментные электроды Ø Первое поколение – электрод используется только для определения концентрации либо субстрата, либо продукта реакции Ø Глюкоза + О 2 глюконолактон + Н 2 О 2

Амперометрические ферментные электроды Ø Второе поколение (ферроцен, [Fe(CN)6]3 -, N-метилфеназоний) Ø Третье поколение

Принцип работы фенольного биосенсора Фенол 1/2 O 2 Тирозиназа H 2 O ē Графит (1) Графит (2) Пирокатехин Тирозиназа Медox ē o-Хинон Медred 1/2 O 2 H 2 O

Схема проточно-инжекционной амперометрической системы

Примеры ответов электрода на различные концентрации фенола

Амперометрические ферментные электроды

Химически чувствительные полевые транзисторы

Химически чувствительные полевые транзисторы

Светоадресуемые потенциометрические системы (LAPS)

Спектроскопия внутреннего отражения (СВО)

Поверхностный плазмонный резонанс (SPR)

Авишка

The QCM-D principle Gold Electrode The QCM-D sensor Quartz Gold Electrode Strain induced in a quartz crystal The crystal can be made to oscillate and the resonance frequency can be meseared

Rigid film : Sauerbrey equation f is related to the mass of the attached film 1/f Df : measured frequence shift Dm mass change per unit areab (g/cm²) f 0: resonance frequency of the fundamental mode of the crystal (5 MHz) rq : quartz density 2. 648 g/cm 3. q : quartz (shear) elastic modulus 2. 947 g/cm s² A: piezo electrically active area Sauerbrey relation: m = -C f deff = m / eff deff – effective thickness eff – effective density With C = 17. 7 ng Hz‑ 1 cm‑ 2 for a 5 MHz oscillating crystal

Viscoelastic films : Dissipation factor (D) f et D are related to the viscoelactic properties (mf, hf) of the film (rf, df) D is the sum of all losses in the system Dtot = D 1 + D 2 + D 3 + … Viscoélastic model of Voinova et coll, Physica Scripta, 1999, 59, 391.

Predicted QCM-D Response Sauerbrey = 1 MPa = 30 m. Pa s r = 1 g/cm 3 f = 5 MHz

Key benefits • Flexible choice of surfaces • High sensitivity (< 5 ng/cm 2 in liquid) • Multiparameter measurements - mass and viscoelastic properties simultaneously • Real-time (seconds) measurements • No labeling

Application examples • Biomaterials -cell/surface interactions, protein adsorption, host recognition/reaction, general biocompatibility • Drug Discovery and Development -molecular interactions, quantification and rates of binding between candidate and drug -dissolution of polymer coatings under physological conditions • Functionalized surfaces -creation of specific surfaces, lipid membranes, polymers

Common Immobilization strategies Thiol (for gold) and silane (for Si. O 2) chemistry Passivating Dextran gel Passivating Biotin-Streptavidin binding Passivating Lipid bilayer Passivating

Construction of multilayered assemblies of polyelectrolyte and enzyme based on electrostatic interactions between opposite charged species HS SO 3 H 2 O rinsing MPS : mercaptopropylsulfonate Grafting of anionic alkanthiol Polyphenol oxidase (PPO) solution (anionic enzyme) ∆f = 26 Hz ∆m=470 ng/cm² - n (CHI+, PPO) - - PPO - CHI+ - - SO 3 Gold S Chitosan (CHI) solution (cationic polyelectrolyte) - Au Multilayer film

Lipid vesicle adsorption Ø 25 nm gold with alkane thiol monolayer adsorption Si. O 2 oxidized gold two steps to bilayer vesicle adsorption 13 Hz 26 Hz 90 Hz C. A. Keller and B. Kasemo, Biophysical J. 75 (1998) 1397.

SLB formation ∆f = 26 Hz ∆m=470 ng/cm²

Measurement chamber - sample handling system

Measurement chamber - sample handling system In Reservoir loop out Control valve Crystal Cell sensor out Inlet Crystal Cell T-loop Sensor crystal Out

Key data Mass Sensitivity in air (1 bar) in water (25 C) ~1 ng/cm 2 ~5 ng/cm 2 D-factor ~2 10 -8 ~3 10 -7 – Active area: ~0. 2 cm 2 Detection range in viscoelastic films: nm - m A monolayer (<100% surface coverage) of Myoglobin (17800 Da) corresponds to 10 Hz. Detection limit is approximately 0. 2 Hz

Скачать презентацию Биосенсоры Основные типы детекторов Потенциометрические сенсоры Ионоселективные

Биосенсоры - детекторы.ppt

Количество слайдов: 45