Презентация Ферментные электроды. (Лекция 7) онлайн

На нашем сайте вы можете скачать и просмотреть онлайн доклад-презентацию на тему Ферментные электроды. (Лекция 7) абсолютно бесплатно. Урок-презентация на эту тему содержит всего 38 слайдов. Все материалы созданы в программе PowerPoint и имеют формат ppt или же pptx. Материалы и темы для презентаций взяты из открытых источников и загружены их авторами, за качество и достоверность информации в них администрация сайта не отвечает, все права принадлежат их создателям. Если вы нашли то, что искали, отблагодарите авторов - поделитесь ссылкой в социальных сетях, а наш сайт добавьте в закладки.

Презентации » Химия » Ферментные электроды. (Лекция 7)

Просмотр ВСЕЙ презентации! ЖМИТЕ

Оцените презентацию от 1 до 5 баллов!

Смотреть онлайн
Скачать

Тип файла:

ppt / pptx (powerpoint)
Всего слайдов:

38 слайдов
Для класса:

1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11
Размер файла:

214.00 kB
Просмотров:

49
Скачиваний:

0
Автор:

неизвестен

Слайды и текст к этой презентации:

№1 слайд

Содержание слайда: ФЕРМЕНТНЫЕ ЭЛЕКТРОДЫ

№2 слайд

Содержание слайда: Принцип действия и устройство ферментных электродов Основой ферментных электродов являются электрохимические датчики (электроды): 1) Амперометрические (платиновые, золотые, угольные электроды, кислородный электрод Кларка (из платинового катода, серебряного анода, электролита и газопроницаемой полимерной мембраны)) 2) Потенциометрические (ионоселективные электроды, например стеклянный электрод для измерения рН, газовый мембранный электрод)

№3 слайд

Содержание слайда: Датчик и фермент объединяют в единую конструкцию растворимый E или E, иммобилизованный на растворимом носителе, помещают в приэлектродный слой, который отделен от остального пространства полупроницаемой мембраной. Е иммобилизуют непосредственно на поверхности электрода к поверхности электрода прикрепляется мембрана (целлюлозная, поликарбонатная) с ковалентно иммобилизованным Е. к поверхности электрода прикрепляется Е в полимерной или гелевой пленке альбумина, желатина, коллагена, гидроксида алюминия.

№4 слайд

Содержание слайда: Общий вид работы ферментного электрода: молекулы субстрата диффундируют из раствора в реакционный слой ↓ подвергаются химическим превращениям под воздействием фермента. ↓ изменение исходной концентрации вещества, к которому селективно чувствителен электрод ↓ изменения потенциала или тока

№5 слайд

Содержание слайда: На первой стадии происходит выравниванию локального градиента концентрации ↓ устанавливается стационарное состояние (скорость ферментативной реакции равна скорости диффузии, а сигнал электрода постоянен и пропорционален скорости реакции). ↓ Если электрод чувствителен к Р– сигнал будет увеличиваться. Если на S -сигнал будет уменьшаться

№6 слайд

Содержание слайда: Амперометрические электроды При использовании амперометрического способа регистрируется ток, проходящий через ячейку, где находятся электрод с ферментом и электрод сравнения, на которые накладывается заданное электрическое напряжение. Между током (i) и концентрацией определяемого компонента (Cx) существует вполне определенное соотношение: Сx = f(i). В амперометрических ферментных электродах часто применяют, Е класса оксидаз (окисление различных S кислородом).

№7 слайд

Содержание слайда: Е в режиме амперометрического биосенсора ускоряет процесс обмена электронами между S и электродом : 1. Перенос электронов с помощью медиатора – диффузионно-подвижного промежуточного низкомолекулярного переносчика электронов,к-рый выбирается из числа специфических субстратов фермента, проявляющих электрохимическую активность на электроде: S +E → P + E0 E0 + M → E + M0 Электрод : M0 → M+ – e- где E, E0 – окисленная и восстановленная формы активного центра фермента; M, M0 – окисленная и восстановленная формы медиатора

№8 слайд

Содержание слайда: 2. Прямой электрокаталитический перенос электронов между электродом и активным центром фермента: Пример : лакказа (Cu-содержащая оксидаза),сорбированная на электроде. O2 + 4e- + 4H+ → 2H2O 3. Перенос электронов между активным центром фермента и доменами в полупроводнике при включении ферментов в органические полупроводники. Амперометрические ферментные электроды применяют в медицине, в микробиологической и пищевой промышленности для опр-я концентрации глюкозы.

№9 слайд

Содержание слайда: Принцип действия ферментного электрода для измерения концентрации глю амперометрическим методом: Платиновый катод отделен от окружающей среды двухслойным покрытием. Первый слой представляет собой мембрану с иммобилизованной глюкозооксидазой. Второй слой сформирован тефлоновой мембраной, проницаемой для кислорода (O2 свободно диффундирует через эту мембрану и вос- станавливается на катоде): О2 + 2Н2О + 4е– → 4ОН-.

№10 слайд

Содержание слайда: Восстановление каждой молекулы кислорода сопровождается переносом 4 электронов. Ток, протекающий через измерительную ячейку, пропорционален концентрации О2. Если поместить электрод в раствор глюкозы, на мембране, содержащей глюкозооксидазу: глюкоза + О2+Н2О → глюконовая кислота + Н2О2 В результате окисления глюкозы содержание кислорода в среде будет снижаться, что приведет к уменьшению стационарного тока.

№11 слайд

Содержание слайда: Потенциометрические ферментные электроды устроены аналогично амперометрическим. Отличие: с реакционным слоем контактирует ионоселективный электрод, а не электрод из благородного металла. В измерительной ячейке, где находятся ионоселективный электрод с ферментом и электрод сравнения, возникает разность потенциалов, которая зависит от активности потенциалопределяющих ионов в растворе: E = E0+(2,3RT/nF)lga (уравнение Нернста)

№12 слайд

Содержание слайда: E = E0+(2,3RT/nF)lga (уравнение Нернста) E – разность потенциалов между ионоселективным электродом и электродом сравнения, мВ; E0 – константа, зависящая в основном от свойств электрода сравнения; R-универсальная газовая постоянная(8.31 Дж/(моль·K)) n – заряд иона с учетом его знака; F – постоянная Фарадея (96485,35 Кл·моль−1); T – температура, К; a – активность соответствующего иона (аоксис/aвосст

№13 слайд

Содержание слайда: Активность – эффективная концентрация свободных ионов в растворе. Активность и концентрация связаны соотношением: а = γС, где а – активность, С – концентрация, γ – коэффициент активности. Для очень разбавленных растворов активность ионов почти равна их концентрации.

№14 слайд

Содержание слайда: Потенциометрические ферментные электроды: В качестве биокатализаторов в них выступают следующие ферменты: оксидазы или декарбоксилазы аминокислот, уреаза, нитрит- и нитратредуктазы В качестве электрохимических датчиков – стеклянный рН-электрод, а также газовые электроды для СО2, NH3 и тд.

№15 слайд

Содержание слайда: Амперометрических по сравнению с потенциометрическими электродами: + более высокая чувствительность - высокий потенциал (500–900 мВ), при котором происходит детекция, что приводит к помехам определения из-за наличия других электроактивных веществ - у кислородоселективного электрода к не- точностям определения могут также привести колебания в концентрации кислорода в исследуемых образцах.

№16 слайд

Содержание слайда: На время отклика (установление стационарного значения потенциала ферментного электрода) влияют : • скорость перемешивания раствора (чем больше скорость, тем меньше время отклика); • концентрация субстрата (рост концентрации приводит к уменьшению времени отклика); • толщина ферментного слоя (чем толще слой, тем больше время отклика); • наличие полупроницаемой защитной мембраны (увеличивает время отклика); • условия проведения ферментативной реакции (температурный режим, рН).

№17 слайд

Содержание слайда: Стабильность ферментного электрода зависит : • способа иммобилизации фермента; • концентрации фермента в реакционном слое; • толщиной ферментного слоя; • условий проведения ферментативной реакции (температурный режим, рН). Стабильность ферментных электродов– от нескольких дней до нескольких месяцев

№18 слайд

Содержание слайда: Использование ферментных электродов в клинической практике Методы (хроматографические, спектрофотометрические и др.), использующиеся в клинической практике: длительные сложные непригодны для быстрого анализа большого числа образцов дорогостоящие, т.к. ферменты используются один раз и много различных реагентов. Ферментные электроды решают эти проблемы.

№19 слайд

Содержание слайда: Преимущества ферментных электродов: • простая методика, не требующая значительных временных затрат; • возможность поточного анализа; • высокая селективность; • небольшое количество ферментов, необходимых для проведения анализа, и возможность их многократного использования; • простая методика подготовки пробы.

№20 слайд

Содержание слайда: Недостатки ферментных электродов: • относительно большое время отклика, связанное с временем, необходимым для осуществления диффузии субстрата; • необходимость частой градуировки электрода в связи с зависимостью чувствительности от скорости потока и влияния посторонних химических веществ, например неорганических ионов на электродную функцию электрода.

№21 слайд

Содержание слайда:

№22 слайд

Содержание слайда: Ферментные электроды используются: выявления тех или иных метаболитов; анализа ферментов сыворотки крови, представляющих диагностическую ценность (АлАТ,АсАТ, глутаматпируваттрансаминаза и др.) Содержание фермента оценивается косвенно, исходя из активности фермента.

№23 слайд

Содержание слайда: Глутаматпируваттрансаминаза катализирует реакцию: L-аланин + α-кетоглутаровая килота → L-глутаминовая кислота + ПВК Кислородный электрод с иммобилизованной оксидазой ПВК, который и определяет его количество.

№24 слайд

Содержание слайда: Иммуноферментные электроды К кислород-проницаемой тефлоновой пленке кислородного электрода Кларка плотно прилегает мембрана не с иммобилизованным ферментом, а с иммобилизованными антителами к анализируемому антигену.

№25 слайд

Содержание слайда: В раствор, содержащий анализируемый антиген, добавляют определенное количество антигенов, предварительно меченных каталазой. ↓ Иммуноферментный электрод погружают в исследуемый раствор и выдерживают при нужной температуре в течение необходимого времени. ↓ Меченые и немеченые антигены, конкурируя между собой, связываются с антителами на поверхности электрода.

№26 слайд

Содержание слайда: Удаляют свободные антигены, путем промывки иммуноферментного электрода ↓ Добавляют в исследуемый раствор пероксид водорода ↓ По сигналу электрода определяют скорость образования кислорода в результате катализируемой каталазой реакции : H2O2 → H2O + 1/2O2 ↓ Строят кривую зависимости сигнала от числа немеченых антигенов.

№27 слайд

Содержание слайда: Аналитические проточные реакторы с иммобилизованными ферментами Для анализа метаболитов и ферментов в клинической и лабораторной практике достаточно широко используются аналитические проточные реакторы с иммобилизованными ферментами. Пример: определение триптофана В колонке иммобилизованы E: триптофаназа и лактатдегидрогеназа триптофан + пиридоксальфосфат → индол + NH3 +ПВК; ПВК+ НАДН2 → молочная кислота + НАД. Детекция убыли НАДН на 360 нм

№28 слайд

Содержание слайда: Ферментные микрокалориметрические датчики Две идентичные колонки ,заполненных носителем с иммобилизованным на нем E. В нижней части каждой из колонок имеется термистор. При пропускании через колонки простого буфера разность t◦ между термисторами будет равна нулю. При введении в одну из колонок S в результате ферментативной реакции произойдет тепловыделение. Разность t◦ между измерительной колонкой и колонкой сравнения будет пропорциональна количеству превращенного S.

№29 слайд