Эволюция сенсорной системы для определения альдегидоксидазы
3.6 Эволюция сенсорной системы для определения альдегидоксидазы
Наряду с генным анализом, где микроаналитические системы (генные
чипы — топологически кодированные матрицы распознающих площа-
док) оказались в настоящее время наиболее эффективным инструмен-
том, достаточно интенсивно развиваются и такие приложения, как бел-
ково-пептидный анализ, протеомика, диагностический анализ.
Рассмотрим в качестве примера преобразования с учётом масштаби-
рования в микроаналитическую систему метод определения альде-
гидоксидазы (АО) с помощью хроматографии и фермент-субстратной
реакции с выделением флюоресцирующего продукта, реализованной в
проточном реакторе (рис. 3.7).
Рис. 3.7. Ферментативная реакция превращения коричного альдегида в
флюоресцирующий продукт — коричную кислоту, катализируемая
альдегидоксидазой
Определение АО традиционно проводят с
помощью спектрофотометрии на основе измерения изменения оптичес-
кого поглощения продукта реакции. В данном примере использованы
также и флуоресцентные свойства продукта. Классическое использова-
ние избирательной реакции для определения аналита в многокомпонен-
тном образце может быть реализовано, как показано на рисунке 3.8 путем ионообменного хроматографического разделения сложного объекта и
«одновременной» регистрации полного профиля элюата с помощью
универсального УФ детектора и избирательного детектирования аналита
с помощью фермент-субстратной реакции.
Рис. 3.8. Схема экспериментальной установки для определения АО в экстракте печени с помощью ионообменной хроматографии и пост-колоночной фермент-субстратной реакции с коричным альдегидом (А), совмещенная запись ионообменной хроматограммы экстракта, с помощью УФ детектирования (1) и при избирательном детектировании АО (2) (Б) и
запись хроматограммы по выходу флюоресценции с введением
внутреннего стандарта — зон коричной кислоты
Такой формат можно определить как прототип сенсорной системы, с тем отличием, что в сенсорной системе распознающий элемент, как правило, иммобилизован.
Рекомендуемые материалы
Для масштабирования этого метода в условиях микроаналитичес-
кой системы, работающей в непрерывно-циклическом режиме, можно
изготовить устройство, представленное на рисунке 3.9. Представленная
микроаналитическая система может быть изготовлена из оптически
прозрачного диэлектрика с оптическим доступом для регистрации вы-
хода белкового экстракта универсальным УФ детектором и выхода аль-
дегид оксидазы с помощью флуориметрического детектирования ко-
ричной кислоты. На рисунке 3.10 представлены отдельные модули кон-
струкции биочипа.
Люди также интересуются этой лекцией: 14 Иностранные граждане и лица без гражданства как субъекты административного права.
Рис. 3.9. Схема гибридно-интегрального микроаналитического
устройства (биочипа) для определения альдегид оксидазы
в экстракте печени
Представленная микроаналитическая система (биочип) работа-
ет следующим образом. Образец экстракта в виде твердого образца
температурой жидкого азота помещается во входной порт биочипа,
содержащий микронагревательный элемент для экспрессного раз-
мораживания образца и картридж для обессоливания пробы. Обес-
соленный продукт поступает в сепарационный канал, где разделяет-
ся на фракции методом капиллярного электрофореза. Выходящие
фракции детектируются универсальным фотометрическим детекто-
ром при длине волны 280 нм.
Рис. 3.10. Функциональные элементы микроаналитической системы (биочипа) для определения альдегид оксидазы в белковых экстрактах:
А — входной порт с микронагревателем и картриджем для
обессоливания; Б — флуориметрический модуль
Далее элюат соединяется с субстратом, диффузионно смешивается с ним и поступает в детекторную зону флюориметра, где регистрируется интенсивность флюоресценции продукта реакции.
Как видно из рисунка 3.10 биочип является гибридно-интегральным
устройством, то есть содержит как интегрированные элементы, так и
навесные. Интегрированными элементами являются рельеф на под-
ложке, металлизация для изготовления ламелей электрических комму-
никаций, планарные световодные каналы для организации фотометри-
ческого детектирования. Гибридными навесными являются входной
порт, источники и приемники излучения, оптические элементы.