Холинэстеразы с высокой скоростью гидролизуют холиновые и тиохолиновые эфиры. Возможность аналитического применения холинэстераз обусловлена тем, что их активность в заметной мере зависит от присутствия в растворе токсичных веществ (ингибиторов) [83,84], причем некоторые из них действуют необратимо, а другие - обратимо. К необратимым ингибиторам холинэстераз относятся эфиры фосфорной, фосфо-новой и пирофосфорной кислот, в том числе и фосфорорганические пестициды, многие из которых являются суперэкотоксикантами. Действие этих соединений на холинэстеразы специфично: они ковалентно связываются с активным центром фермента и дезактивируют его. Из обратимых ингибиторов интерес представляют ионы ртути, свинца и других тяжелых металлов. Высокая чувствительность холинэстераз к присутствию токсичных веществ обусловливает и область их применения: сельское хозяйство, экология, токсикология и др.[ ...]
Особенности ферментативного определения токсикантов с помощью чолинэстераз рассмотрены в обзоре 84 Получают холинэстеразы из различных источников. Они содержатся в нервной ткани большинства животных, в эритроцитах млекопитающих, в яде змей, сыворотке крови овец и коз. В значительных количествах холинэстеразы содержатся в плазме крови человека, лошади, собаки, морских свинок, в печени, легких и кишечнике млекопитающих. Промышленный выпуск препаратов в настоящее время налажен в ряде стран, в том числе и в России (НПО ‘Биомед” в Перми и др.). Некоторые холинэстеразы, например выделенные из сыворотки крови лошади или эритроцитов человека, сохраняют свою активность до 5 лет.[ ...]
Следует учитывать, что к2 - сложная константа, поскольку взаимодействие ингибитора с ферментом протекает в несколько стадий. При определении необратимых ингибиторов, для которых [/] < Е , обычно используют линейную зависимость У У, от [/ .[ ...]
Оптимизация определений необратимых ингибиторов холинэстераз -достаточно сложный и трудоемкий процесс. Поэтому при выполнении анализа строго соблюдают последовательность операций по подбору фермента, составу реакционной среды, концентрации субстрата и др Это позволяет снизить пределы обнаружения ингибитора и повысить точность определений.[ ...]
Определение обратимых ингибиторов холинэстераз менее распространено Тем не менее в настоящее время разработано множество тестов на основе холинэстераз для определения ионов тяжелых металлов и хло-рорганических пестицидов [89,90 , являющихся обратимыми ингибиторами Интерес представляет способ оценки общей токсичности водопроводной воды, основанный на суммарном эффекте снижения ферментативной активности холинэстеразы при введении в систему субстрат-фермент анализируемой пробы. Пределы обнаружения обратимых ингибиторов существенно зависят от природы ингибитора и субстрата.[ ...]
Под термином биосенсор обычно понимают устройство, в котором чувствительный слой, содержащий биологический материал (ферменты, ткани растений и животных, бактерии, дрожжи, антигены, антитела, ли-посомы, рецепторы, ДНК и др.), непосредственно реагирует на присутствие определяемого компонента, генерируя аналитический сигнал Конструктивно биосенсоры состоят из двух трансдьюсеров (преобразователей) - биохимического и физического, находящихся в тесном контакте друг с другом. На рис. 7.6 приведена общая схема такого устройства. Биохимический преобразователь, или биотрансдьюсер, выполняет функцию биологического элемента распознавания определяемого компонента, преобразуя информацию о нем в аналитический сигнал, а физический преобразователь фиксирует его аппаратурно. В данном случае реализуется принципиально новый способ получения информации о составе анализируемой пробы. Наличие в сенсоре биоматериала с уникальными свойствами позволяет с высокой избирательностью определять анализируемые соединения в сложных по составу смесях, не прибегая к дополнительным операциям по их выделению и концентрированию.[ ...]
Применяются самые разнообразные физические трансдьюсеры: электрохимические, оптические, термические, пьезоэлектрические, акустические и т.д. В настоящее время наиболее широко используются биосенсоры с электрохимическими преобразователями. Одни из них представляют собой специальный электрод, на который нанесен слой биоматериала, а другие регистрируют ток электрохимической реакции одного из участников ферментативного процесса на поверхности электрода. Первые относятся к потенциометрическим сенсорам, а вторые - к амперометрическим. Функционально биосенсоры сопоставимы с биорецепторами, которые преобразуют реакцию живых организмов на воздействие окружающей среды в электрические сигналы.[ ...]
Следует заметить, что большинство биосенсоров разработаны для контроля за содержанием биологически активных веществ и лекарственных препаратов in vivo. В меньшей степени они применяются для контроля за содержанием токсичных веществ в объектах окружающей среды. В этом плане интерес представляют в основном холинэстеразные биосенсоры, прежде всего для определения фосфорорганических соединений. С аналитической точки зрения биосенсоры можно разделить на две группы.[ ...]
Вторая группа холинэстеразных биосенсоров представляет собой амперометрические датчики. Индикаторной реакцией, генерирующей аналитический сигнал, является электрохимическое окисление или восстановление продуктов ферментативного гидролиза на поверхности электрода Данные биосенсоры отличаются быстродействием (время измерения 12-15 с) и более высокой чувствительностью по сравнению с потенциометрическими устройствами. При этом обеспечивается постоянство отклика в широком диапазоне концентраций определяемых компонентов.[ ...]
Вернуться к оглавлению