Биосенсор для определения тиодигликоля

БИОСЕНСОР ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТИОДИГЛИКОЛЯ
Нолезная модель относится к области охраны окружающей среды, а именно к устройствам для определения химических веществ.
Тиодигликоль ((3, Р- диоксидиэтилсульфид) (ТДГ) является основным продуктом гидролиза иприта, отравляющего вещества кожно-нарывного действия. Он относится к числу достаточно устойчивых продуктов деструкции иприта, что обусловливает необходимость контроля за его содержанием в местах потенциального загрязнения ипритом окружающей среды.
Известные методы определения ТДГ предусматривают использование дорогостоящего стационарного оборудования, в частности, хроматографа с УФ-детектором при анализе методом жидкостной хроматографии высокого давления (ВЭЖХ) Е.Б.Тихонова, И.Т. Ермакова, А.В.Слепенькин, К.И. Кашпаров, И.И. Старовойтов, A.M. Боронин, Микробиология, 2002, том 71, N 2, стр. 247-253 или флюориметра для измерения хемилюминесценции продуктов окисления ТДГ  Патент США N 5759861, 1998.
Задача, на решение которой направлена заявляемая полезная модель создание устройства для определения ТДГ, простого по- конструкции и эксплуатации.
Технический результат, который может быть получен при использовании предлагаемой полезной модели, заключается в том, что биосенсор обеспечивает быстрое определение содержания ТДГ без использования сложного дорогостоящего оборудования.
Сущность полезной модели заключается в том, что биосенсор для определения ТИОДИГЛИКОЛЯ включает электрод Кларка, сопряженный с биорецептором, содержащим иммобилизованные на носителе клетки штамма Alcaligenes xylosoxydans subsp. denitrificans TD2.
2002134519
иящшрдррршш
Нижний предел детекции ТДГ - 0,5 мМ, операционная стабильность 3 суток, продолжительность анализа - 20 мин., ошибка измерения - 5%.
Биосенсор чувствителен к наличию тиогликолевой кислоты, глутаминовой кислоты и этанола.
На фиг. 1 представлена схема биосенсора для определения тиодигликоля.
На фиг. 2 представлена калибровочная кривая биосенсора на основе клеток Alcaligenes xylosoxydans subsp. denitrificans TD2 для определения ТДГ.
Биосенсор для определения тиодигликоля включает электрод Кларка
1,на котором размещен биорецептор 2, содержащий иммобилизованные на носителе клетки штамма Alcaligenes xylosoxydans subsp. denitrificans TD2, с помощью фиксатора 3.
В качестве носителя для клеток, используемых в биорецепторе, могут использоваться полисахаридные гели, поливиниловые спирты, целлюлозные мембраны, стекловолокна, в частности, стеклобумага.
Для создания биорецептора используют штамм Alcaligenes xylosoxy-.dans subsp. denitrificans TD2. Штамм обладает способностью к утилизации тиодигликоля Е.Б.Тихонова, И.Т. Ермакова, А.В.Слепенькин, К.И. Кашпаров, И.И. Старовойтов, A.M. Боронин, Микробиология, 2002, том 71, N
2,стр. 247-253 .
Штамм Alcaligenes xylosoxydans subsp. denitrificans TD2 выращивают сначала на агаризованной среде состава,  : ТДГ - 2,0; ацетат натрия 2,0; NHtCl - 2,0; MgSO4 7Н2О - 0,2; K2liPO4 - 10,0; КН2РО4 - 1,0; микроэлементы,  FeSO4 7Н2О - 2,5; СаСЬ 6Н2О - 10,0; CuSO4  5Н2О - 2,0; НзВОз - 0,06; ZnSO4  7Н2О - 20,0; MnSO4 Н2О - 1,0; Na2MnO2 2H2O 0,3; NiCb  6H2O - 0,05; агар-агар - 15 г/л при 30°С. Для получения биомассы культивирование бактерий проводят в жидкой среде того же состава (рН 7,0 - 7,5) в колбах Эрленмейера объемом 750 мл (объем среды - 100 мл) при 30°С на качалке (220 об/мин).
Культуральную жидкость, взятую в конце экспоненциальной фазы роста штамма, центрифугируют при 3000 g в течение 15 мин., дважды промывают 30 мМ калий-фосфатным буфером (рН 7,8), бактериальные клетки ресуспендируют в том же буфере и иммобилизуют на носителе.
Иммобилизацию клеток проводят адсорбцией на хроматографической бумаге Wathman GF/A (Великобритания) - 10 мкл клеточной суспензии наносят на бумагу, формируя пятно диаметром 3-5 мм, и высушивают на воздухе в течение 30 мин. Поверхностная плотность клеток в биорецепторе около 10 клеток/ мм. Полученный биорецептор помеш,ают на рабочую поверхность электрода и фиксируют.
Принцип определения ТДГ основан на измерении скорости потребления кислорода клетками штамма Alcaligenes xylosoxydans subsp. denitrificans TD 2 в процессе трансформации ТДГ, содержаш,емся в образце.
Биосенсор для определения тиодигликоля работает следуюш,им образом.
.- Электрод Кларка 1 с размещенным на нрм биорецептором 2, содержащим иммобилизованные клетки штамма Alcaligenes xylosoxydans subsp. denitrificans TD2, погружают в измерительную ячейку с 30 мМ калийфосфатным буферным раствором (рН 7,8) и регистрируют силу тока , отражающего содержание кислорода в среде (фоновое). Добавляют аликвоту анализируемого образца и регистрируют потребление кислорода. Рассчитывают величину максимальной изменения скорости потребления кислорода (ответ сенсора) (dl/dt, нА/с) и определяют концентрацию ТДГ по предварительно построенной калибровочной кривой (фиг 2), отражающей зависимость ответа сенсора от концентрации ТДГ в водном растворе. Измерения проводят при температуре 20-22°С.
Предел детекции ТДГ - 0,5 мМ; операционная стабильность - 3 суток; ошибка измерения - 5%; продолжительность анализа - 20 мин.
Таким образом, предлагаемый биосенсор обеспечивает быстрое определение содержания ТДГ без использования сложного дорогостоящего оборудования. Кроме того, биосенсор может быть использован в полевых условиях.
lao S-fg.