Daugiafermentinės vandenilio peroksido biojutiklio platformos tyrimas
Ratautas, Dalius | Recenzentas / Rewiewer |
Bironaitė, Daiva | Darbo gynimo komisijos pirmininkas / Thesis Defence Board Chairman |
Darbo gynimo komisijos narys / Thesis Defence Board Member | |
Darbo gynimo komisijos narys / Thesis Defence Board Member | |
Darbo gynimo komisijos narys / Thesis Defence Board Member | |
Darbo gynimo komisijos narys / Thesis Defence Board Member |
Vandenilio peroksidas - daugelio fermentų katalizuojamų reakcijų šalutinis produktas ir esminis junginys aptinkamas maisto, farmacijos, aplinkosaugos analizėse. Žinoma, kad esant didelėms vandenilio peroksido koncentracijoms organizmuose, jis tampa toksišku. Vandenilio peroksido koncentracijai nustatyti yra taikomi įvairūs analitiniai metodai tokie kaip fluorescenciniai ar chemiliuminescenciniai. Tačiau šie metodai turi techninių trūkumų. Fermentiniai elektrocheminiai analizės metodai yra patrauklūs šiai tyrimų sričiai dėl lengvo naudojimo, didelio selektyvumo, sąlyginai didelio jautrumo. Magistro baigiamajame darbe buvo tiriama daugefermentinė vandenilio peroksido detekcijai skirta biojutiklio platforma, kurios kūrimui buvo naudoti du fermentai: iš Amoracia rusticana išskirta krienų peroksidazė ir iš Acinetobacter calcoaceticus išskirta gliukozės dehidrogenazė. Sukurti šešių tipų fermentiniai biojutikliai ir įvertinta fermentų vykdoma katalizė. Atlikus elektrochemines fermentų analizes, parinkta optimali daugiafermentinio biojutiklio konfigūracija, kurią sudarė anglies nanovamzdeliais modifikuotas grafito elektrodas ir jo paviršiuje imobilizuotas fermentų mišinys. Nustatyta, kad optimaliomis sąlygomis (0,1 V vs SCE, pH 7,0, 25 ℃) esant 5 mM gliukozės ir 20 μM gvajakolio koncentracijoms vandenilio peroksido biojutiklis pasižymėjo 0,577 μA · μM-1 jautrumu tiesinėje 0,5 - 2,5 μM dalyje. Darbą sudaro septynios dalys: įvadas, literatūros analizė, metodologija, rezultatai ir jų aptarimas, išvados, literatūros sąrašas, padėka. Darbo apimtis - 65 p. teksto, 42 paveikslai, 1 lentelė ir 56 bibliografiniai šaltiniai.
Hydrogen peroxide is a byproduct of many enzyme-catalyzed reactions and an essential inorganic compound quantified in food, pharmaceutical, and environmental analyses. Hydrogen peroxide is known to become toxic at high concentrations in the body. A number of analytical methods such as fluorescence and chemiluminescence are used to determine the concentration of hydrogen peroxide. However, most of these methods have technical drawbacks. Enzymatic electrochemical analysis methods are attractive for this field of research due to their ease of use, high selectivity, and relatively high sensitivity. In this master thesis a multienzyme biosensor platform for the detection of hydrogen peroxide was investigated, for the development of which two enzymes were used: horseradish peroxidase from Amoracia rusticana and glucose dehydrogenase from Acinetobacter calcoaceticus. Six types of enzymatic biosensors were created and the catalysis carried out by enzymes was evaluated. After performing the electrochemical analyzes of the enzymes, the optimal configuration of the multienzyme biosensor was selected, which consisted of a graphite electrode modified with carbon nanotubes and a mixture of enzymes immobilized on its surface. It was determined that at the optimal conditions (0,1 V vs SCE, pH 7,0, 25 ℃) at 5 mM glucose and 20 μM guaiacol the hydrogen peroxide biosensor exhibited a sensitivity of 0,577 μA μM-1 in the linear range 0,5 - 2,5 μM. Structure: introduction, literature analysis, materials and methods, results and discussion, conclusions, references, acknowledgment. Thesis consists of: 65 p., 42 pictures, 1 table and 56 bibliographic entries.