Analytes in biosensors

  • I. A. Belykh National Technical University “Kharkov Polytechnical Institute"
  • A. M. Grek National Technical University “Kharkov Polytechnical Institute"
  • A. V. Sakun National Technical University “Kharkov Polytechnical Institute”
  • V. V. Maruschenko National Technical University “Kharkov Polytechnical Institute”
  • S. V. Gatash National Technical University “Kharkov Polytechnical Institute”
Keywords: biosensor, transduce, immobilization of analytes, модифікація поверхні трансдьюсера.

Abstract

This review considers the types of recognizing components (analytes) and the methods of their immobilization on the transducer surface. The possibility of biosensor design with Nostoc cyanobacteria and
Vibrio luminescent bacteria as analytes have been demonstrated.

Downloads

Download data is not yet available.

Author Biographies

I. A. Belykh, National Technical University “Kharkov Polytechnical Institute"

Frunze str. 21, Kharkov 61002,Ukraine

A. M. Grek, National Technical University “Kharkov Polytechnical Institute"

Frunze str. 21, Kharkov 61002,Ukraine

A. V. Sakun, National Technical University “Kharkov Polytechnical Institute”

Frunze str. 21, Kharkov 61002,Ukraine

V. V. Maruschenko, National Technical University “Kharkov Polytechnical Institute”

Frunze str. 21, Kharkov 61002,Ukraine

S. V. Gatash, National Technical University “Kharkov Polytechnical Institute”

Frunze str. 21, Kharkov 61002,Ukraine

References

1. Эггинс Б. Химические и биологические сенсоры. – М.: Техносфера, 2005. – 336 с.

2. Кельнер Р., Мерте Ж.-М., Отто М., Видмер Г.М. Аналитическая химия. Проблемы и подходы: в 2 х т.: Пер. с англ. – М.: «Мир» ООО Изд во АСТ, 2004. – Т. 1. – 608 с.

3. Кельнер Р., Мерте Ж.-М., Отто М., Видмер Г.М. Аналитическая химия. Проблемы и подходы: в 2 х т.: Пер. с англ. – М.: «Мир» ООО Изд во АСТ, 2004. – Т. 2. – 728 с.

4. Стожко Н.Ю., Липунова Г.Н., Маслакова Т.Н. Толстопленочный углерод, содержащий электрод, модифицированный формазаном для определения меди, свинца, кадмия и цинка // Журнал аналит.
химии. – 2004. – Т. 59, № 2. – С. 202 – 208.

5. Hristov S.M., Boukoureshtieva R.I., Kaisheva A.R., Iliev I.D. Tyrosinase sensor for amperometric
detection of plenol / Scientific Session of “Sofia Impedance Days”, 2003 // Buld. Chem. Commun. – 2004. – 36, N 1. – P. 53 – 56.

6. Mailley P., Coming E.A., Mailley S.C. Composite carbon paste biosensor for phenolic derivatives based on in situ electrogenetated polyporrole binder // Anal. Chem. – 2003. – 75, N 20. – P. 5422 – 5428.

7. Liu A., Honma H., Zhou H. Electrochemical biosensor based on protein polysaccharide hybrid for se-lective detection of nanomolar dopamine metabolite of 3,4-dihydroxyphenylaceti acid (DOPAC) // Elecrochem Commun. – 2005. – 7, N 2. – P. 233 – 236.

8. Морозова О.В., Зайцева Е.А., Хадунина А.С. Амперометрические биосенсоры на основе медьсо-держащих оксидаз для определения фенольных соединений // ЭММА – 2004, 6 я Всероссийская конфе-ренция по электрохимическим методам анализа с международным участием. – Уфа, 2004. – С. 71 – 73.

9. Ярополов А.Н., Шпеев С.В., Морозова О.В. Амперометрические биосенсор для определения фе-нольных соединений на основе локказы, иммобилизованной в полимерные матрицы // Журнал аналит. химии. – 2005. – Т. 60, № 6. – С. 624 – 628.

10. Cheng H. C., Abo M., Okubo A. Development of dimethyl sulfoxide biosensor using a mediator im-mobilized enzyme electrode // Analyst. – 2003. – 128, N 6. – P. 824 – 827.

11. Antiochia R., Lavagnini I., Magno F. Amperometric mediated carbon nanotube paste biosensor for fructose determination // Anal. Lett. – 2004. – 37, N 8. – P. 1657 – 1669.

12. Campruzano S., Loaiza O.A., Pedrero M., de Vilena F.J.M., Pinguarron J. M. An integrated benzyme glucose oxidase fructose dehydrogenase – tetrathiafulvabne – 3 mercaptopropionil acid-gold electrode for the simultaneous determination of glucose and fructose Bioelectrochemistry. – 2004. – 63. N 1 – 2.

13. Adanyi N., Toth-Markus M., Szabo E.E., Varadi M., Sammartino M.P., Tomassetti M., Investigation of organic phase biosensor for measuring glucose in flow injection analysis system // Anal. chim. acta. – 2004. – 501, N 2. – P. 219 – 225.

14. Phanthong C., Somasundrum M.X. The steady state current at a microdisk biosensor // J. Electroanal. Chem. – 2003. – P. 558.

15. Ковальчук Є.П., Остапович Б.Б., Турик З.Л. Синтез дослідження електропровідних полімерних платформ для біосенсорів // Укр. хим. журн. – 2006. – Т. 72, № 11. – С. 21 – 36.

16. Yonzon C. R., Haynes C. L., Zhang X. Walsh J. T. Based on surface-cnhanced ramam scattring: Im-proved partition layer, temporal stability, reversibility and resistance to serum protein intereference // Anal. Chem. – 2004. – 75, N 1. – P. 78 – 85.

17. Chen H. J., Wang G., Zhang Q., Xia H. H., Chen H. Y. Third generation horseradish peroxidase bio-sensor based on self-assembling carbon nanotubes to gold electrode surface // Chin. Chem. Lett. – 2005. – 16, N 4. – P. 523 – 526.

18. Li Jian-Ping, Peng Tu-Zhi, He Xiao-Rong, Xiao Hai-Jun. Gaodeng xuexido huaxun xuebao // Chem. J. Chin. Univ. – 2003. – 24, N 3. – P. 404 – 409.

19. Будников Г.К., Евстюгин Г.А. Микроконцентрирование в создании электрохимических сенсоров и биосенсоров в определении органических соединений // Рос. хим. журнал. (Журн. рос. хим. общества им. Д.И. Менделеева). – 2005. – Т. XLIX, № 2. – С. 22 – 25.

20. Mello L. D., Kubota L. T. HRP-based amperometric biosensor for the and fast evaluation of antioxi-dant capacity of vegetable extract // Int. Soc. Electrochem. – 2004. – P. 173.

21. Yang M., Li C., Yang Y., Shen G, Yu R. Huaxue xuebao // Acta china. Sin. – 2004. – 62, N 5. – P. 502 – 507.

22. Liu G., Lin Y., Ostatna V., Wang J. Enzyme nanoparticles-based electronic biosensor // Chem. Com-mun. – 2005. – N 28. – 3481 – 3483.
23. Zhang G., Wang Y. Fenxi huaxue Chin // J. Anal. Chem. – 31, N 12. – P. 1421 – 1424.

24. Газарян Н.Г., Гортон Л., Рузчас Т. Пероксидаза табака – новый реагент для амперометрических биосенсоров // Журнал анал. химии. – 2005. – Т. 60, № 6. – С. 629 – 638.

25. Chinowsky T., Naimushin A., Soelberg S., Spinelli X., Kauffman P., Yee S., Furlong C. Airborne surface plasmon resonance biosensung // Proc. SPIE. – 2004. – 5270. – P. 182 – 188.

26. Amine A., Pallschi G. Recent advance on biosensor based on enzyme inhibition // Congr. ISTISAH. – 2005. – N 3. – P. 21.

27. Никольская Е.Б., Евстюгин Г.А., Шеховцова Т.Н. Проблемы и перспективы применения фер-ментов в анализе объектов окружающей среды // Журнал анал. химии. – 1994. – Т. 49, № 5. – С. 452 – 461.

28. Евстюгин Г.А., Будников Г.К., Иванов А.А. Электрохимические биосенсоры на основе графито-вых электродов, модифицированных полианилином для определения фосфорорганических пестицидов // Укр. хим. журн. – 2005. – Т. 71, № 9. – С. 51 – 58.

29. Gwenin C.D., Keleji M, Willifms P.A, Jonas R.M. The development of a novel amperometric biosensor for the detection of nitro explosives // Soc. Electrochem. – 2004. – P. 360.

30. Singh S. Chenbey A. Malhotra B.D. Amperometrie cholesterol biosensor baset on immobilized choles-terol estecase and cholesterol oxidaze on conducting polypyrrole films // Anal.chem acta. – 2004. – 502, № 2. – P. 229 – 234.

31. Campanella L., Bellantoni D., Bonanni A. Comparison of different spectophotometric and fluotimetric methods and new biosensor or Voltammetric methods for measuring the antioxidant capacity of severel real matrices // Congr. ISTISAN. – 2003. – N 3. – P. 111.

32. Marshall A., Lowe C. R. Metabolite-sensitive holographia biosensor // Anal. Chem. – 2004. – N 5. – P. 1518 – 1523.

33. Zhou Guo-Jun, Zhang Gu O-Fang, Chen Hong-Yuan. Development of integrated chemiluminescence flow sensor for the determination of adrenaline and isoprenaline // Anal. Chim. acta. – 2002. – 463, N 2. – P. 257 – 263.

34. Преснова Г.В. Биосенсоры на основе иммобилизованной пероксидазы для определения перок-сида водорода: Автореф. дис. канд. хим. наук. – М.: МГУ им. М.В. Ломоносова, 2001. – 23 с.

35. Стюард М., Глин Л. Аффинность реакции антиген-антитело и ее биологическое значение. Структура и функция антител: Пер. с англ. – М.: Мир, 1983. – С.113 – 114.

36. Сафина Г.Р. , Медянцева Э.П. , Фолина О.Г. Амперометрические иммуноферментные сенсоры для диагностики некоторых инфекционных заболеваний // Журнал аналитической химии. – Т. 60, № 6. – С. 616 – 621.

37. Yimit A. G., Huang X., Xu Y. Development of a composite optical waveguide sensor for immynoglo-bulin // Chem. Lett. – 2003.– 32, N 1. – P. 86 – 87.

38. Shen Z., Stryker G. A., Mernaugh R. Single-Chain fragment variable antibody piezoimmunosensor // Anal. Chem. – 2005. – 77, N 3. – P. 797 – 805.

39. Yang Liju, Li Yanbin, Erf Gisela F. Intenrdigitated array mierodec trodebased electrochemical imped-ance immunosensor for detection of Escherichia coli 0157:H7 // Anal. Chem. – 2004. – 76, N 4. – P. 1107 – 1113.

40. Ruan C., Yang L., Li Y. Immunobiosensor Chips for detection of Escherichia coli 0157:H7 using elec-trochemical impedance spectroscopy // Anal. Chem. – 2002. – 74, N 18. – P. 4814 – 4820.

41. Кудряшов А.П., Юрин В.М. Определение микроколичеств аммиака в воде, аминокислотах и аминах по количественным показателям электрофизиологической реакции клеток междоузлий харовой водоросли Nitella Flexilis // Молекулярно-биологические и физико-химические методы идентификации биологических объектов и материалов различного происхождения. Материалы 2 й республиканской на-учно-практической конференции. – Минск: Изд-во РНВШ БГУ. – 2003. – С. 56 – 60.

42. Кацев А.М., Гойстер О.С., Стародуб Н.Ф. Влияние микотоксина Т 2 на интенсивность биолю-минесценции бактерий // Укр. біохім. журн. – 2003. – Т. 75, № 2. – С. 99 – 101.

43. Bragadin M., Gallo M., Grasso M., Manente S. The mitohondria from beer heart as biosensors for the selective monitoring of phenols // Ann. Chim. – 2003. – 93, N 4. – P. 373 – 379.

44. Пат. 6649417 США, МКИ7 G 01 N 21/76, A N 09/819511. Tissue-based standoff biosensor for detecting chemical warfore agents / UT-Battelle, LLG Greenbaum E., Sanders G.; Заявл. 28.03.01; Опубл. 18.11.03; НПК 436/172.

45. Бабкина С.С., Ухалович Н.А., Мосеева Е.Н., Филюшина Е.Е. Концентрирование тяжелых метал-лов на иммобилизированной дезоксирибонуклеиновой кислоте в составе биосенсора с целью их опреде-ления в биологических объектах // Журнал аналитической химии. – 2003. – Т. 58, № 7. – С. 731 – 732.

46. Бабкина С.С., Паличек Э., Йемен Ф., Фойта М. Электрохимические сенсоры на основе стацио-нарных электродов и иммобилизованных ДНК либо ее фрагментов и оценка их аналитических возмож-ностей // Журнал аналит. химии. – 2005. – Т. 60, № 6. – С. 639 – 645.

47. Коновалова О.А., Фахруллин Р.Ф., Мухлиссулина Ф. ДНК модифицированный наносенсор на основе пьезокристаллического кварцевого резонатора: Сборник статей // 7 я Всероссийская молодежная научная школа «Когерентная оптика и оптическая спектроскопия». – Казань: Изд-во Казан. ун-та, 2003. – С. 215 – 221.

48. Meric B., Kerman K., Ozkan D. Electrochemical biosensor for the interaction of DNA with the alkylat-ing agent 4,4’-dihydroxy chalcone dased on guanine and adenine signals // J. Pharm. and Biomed. Anal. – 2002. – 30, N 4. – P. 1339 – 1346.

49. La-Scalea M.A., Serrano S.H.P., Ferreira E.I. Voltammetric behavior of benznidazole at a DNA-electrohemical biosensor // J. harm. and Biomed. Anal. – 2002. – 29, N 3. – P. 561 – 568.

50. Евстратов А.А., Буляница А.Л., Курочкин В.Е. Экспресс-анализ олигонуклеотидов на планер-ном микрофлуидном чипе // Журнал аналит. химии. – 2004. – Т. 59, № 6. – С. 587 – 594.

51. Дзядевич С. В., Солдаткин О.П. Наукові та технологічні засади створення мініатюрних електрохімічних біосенсорів. – К. : Наук. думка, 2006. – 251 с.

52. Тернер Э., Карубе И., Уилсон Дж. Биосенсоры: Основы и приложения: пер с англ. – М.: Мир, 1992 – 614 с.

53. Бидей С. П., Броделиус П., Кабрал И. М. Иммобилизованные клетки и ферменты: Методы: кн. 1: пер. с англ.– М.: Мир, 1988. – 215 с.

54. Лаврентьева Т.Л. Исследование сорбционной способности покрытий пьезокварцевых сенсоров для определения летучих фенолов и формальдегида: Автореф. дис. канд. хим. наук. – Липецк: Липецкий гос. пед. ун-т., 2001. – 20 с.

55. Ostrovskaya L.Yu., Perevertailo V.M., Matveeva L.A. Characterization of different carbon nanomate-rials promising for biomedical and sensor application by the wetting method // Порошкова металургія. – 2003. – № 1 – 2. – С. 1 – 10.

56. Калач А.В. Пьезосенсоры в мониторинге окружающей среды // Экологические системы и при-боры. – 2004. – № 10. – С. 8 – 10.

57. Кебец П.А., Нестеренко П.Н. Применение сульфинированного сверхсшитого полистирола в ионной хроматографии // Журнал аналитической химии. – 2003. – 58, № 7. – С. 720 – 721.

58. Choi S. H., Lee S. D., Ho S. J. Amperometric biosensors employing an insoluble oxidant as an interfe-rence-removing agent // Anal. chim. acta. – 2002. – 461, N 2. – P. 251 – 260.

59. Shang L., Liu X., Fan C., Li G. Anitric oxide biosensor based on horseradish peroxidase. Kieselguhr Co-modified pyrolytic graphite electrode // Ann. chim. – 2004. – 94, N 5 – 6. – P. 457 – 462.

60. Heo J., Thomas K. J., Seong G. H., Crooks R.M. A microfluidic bioreactor based on hydrogel-entrapped E. coli: cell viability, lysis and intracellular enzyme reaction // Anal. Chem. – 2003. – 75, N 1. –
P. 22 – 26.

61. Wu Zai-Shen, Li Ji-Shan, Luo Ming-Hui. Gaodeng xuexio huaxuun xuebao // Chem. J. Chin. Unin. – 2005. – 26, N 3. – P. 441 – 445.

62. Ребрієв А.В. Ферментний сенсор на основі фотополімерних мембран для визначення сечовини // Укр. біохім. журн. – 2000. – Т. 72, № 6. – С. 141 – 142.

63. Ребриев А.В. Подбор жидких фотополимеризующих композиций для иммобилизации ферментов // Укр. біохім. журн. – 2002. – Т. 74, № 4. – С. 154 – 155.

64. Ребриев А.В., Стародуб Н.Ф., Маснюк А.Ф. Жидкие фотополимеризующиеся композиции в ка-честве иммобилизационного матрикса биосенсоров // Укр. біохім. журн. – 2002. – Т. 74, № 4. – С. 91 – 96.

65. Yamamoto K., Shi G., Zhou T. Solid-state pH ultramicrosensor based on a tungstic oxide film fabri-cated on a tungsten nanoelectrode and its application to the study of endothelial alls // Anal. Chim. acta. – 2003. – 480, N 1. – P. 109 – 117.

66. Marzouk Sayed A.M. Improved electrodeposited irdium oxide pH sensor fabricated on ethed titanium substrates // Anal. Chem. – 2003. – 75, N 6. – P. 1258 – 1266.

67. Болтовец П.Н. , Веревка С.В., Дяченко Н.С. Ориентация протеинов на поверхности сенсора и оптимизация их иммобилизации путем предварительной защиты активного центра // Укр. біохім. журн. – 2002. – Т. 74, № 4. – С. 71 – 75.

68. Снопок Б.А., Болтовец П.Н., Ровелл Ф.Д. Влияние локального окружения и состояния иммоби-лизованного лиганда на процесс его взаимодействия с макромолекулярным рецептором // Теоретич. и экспер. химия. – 2006. – Т. 42, № 4. – С. 210 – 216.

69. Медянцева Э.П., Сафина Г.Р., Хандеева Е.В. Использование амперометрических иммунофер-ментных сенсоров для определения бактериальных антигенов // Журнал анал. химии. – 2004. – Т. 59, № 2. – С. 109 – 197.

70. Skubal L.R., Meshkov N.K., Vogt M.C. Detection and identification of gaseous organics using sensor // J. Photochem and Photobiol A. – 2002. – 148, N 1 – 3. – P. 103 – 108.

71. Reekmans G., Campitelli A., Dehaen W., Maes G. Enhanced performance of an affinity biosensor in-terface baxed on mixed self-assemled monolayers // Langmuir. – 2003. – 19, N 10. – P. 4351 – 4357.

72. Евстюгин Г.А., Будников Г.К., Иванов А.Н. Электрохимические сенсоры на основе графитовых электродов, модифицированных полианилином для определения фосфорорганических пестицидов // Укр. хим. журн. – 2005. – Т. 71, № 9. – С. 51 – 59.

73. Сафина Г.Р., Медянцева Э.П., Фомина О.Г. Амперометрические имунноферментные сенсоры для диагностики некоторых инфекционных заболеваний // Журнал аналит. химии. – 2005. – Т. 60, № 6. – С. 616 – 623.
Cited
How to Cite
Belykh, I. A., Grek, A. M., Sakun, A. V., Maruschenko, V. V., & Gatash, S. V. (1). Analytes in biosensors. Biophysical Bulletin, 2(25). Retrieved from https://periodicals.karazin.ua/biophysvisnyk/article/view/2847
Section
Methods of biophysical investigations