Biopolym. Cell. 2005; 21(5):425-432.
Биоорганическая химия
Энзиматический кондуктометрический сенсор для определения концентрации формальдегида в модельных образцах
1Солдаткин А. А., 1Сосовская О. Ф., 1Бенилова И. В., 2Гончар М. В., 1Корпан Я. И.
  1. Институт молекулярной биологии и генетики НАН Украины
    ул. Академика Заболотного, 150, Киев, Украина, 03680
  2. Институт биологии клетки НАН Украины
    ул. Драгоманова, 14/16, Львов, Украина, 79005

Abstract

Для разработки биосенсора, чувствительного к формальдеги­ду, использовали тонкопленочные планарные электроды и бактериальную формальдегиддегидрогеназу Pseudomonas putida ю Предложен новый подход к созданию биоселективной, мембра­ны сенсора, позволяющий определять концентрацию формаль­дегида без использования экзогенного NAD в анализируемом образце и проводить измерения на одном и том же преобразо­вателе без необходимости регенерации NAD из-за его высокой (100 мМ) локальной концентрации в мембране. Время анализа формальдегида не превышает 2 мин и 10 с соответственно в стационарном и кинетическом режимах измерения сигналов кондуктометрического биосенсора. Линейный динамический диапазон определяемой концентрации формальдегида находит­ся в пределах 1—50 мМ. Исследованы зависимость величины сигнала биосенсора от рН, концентрации буфера и ионной силы, а также операционная стабильность, стабильность при хранении и селективность созданного кондуктометрического биосенсора.
Keywords: биосенсор, формальдегиддегидрогеназа, кондуктометрия

References

[1] Gerberich HR, Seaman GC. Formaldehyde. Encyclopaedia of Chemical Technology. New York: John Wiley & Sons, 1994;11: 929-51.
[2] Hileman B. Formaldehyde: how did EPA develop its formaldehyde policy?. Environ Sci Technol. 1982;16: 543A-547A.
[3] Herschkovitz Y, Eshkenazi I, Campbell C., Rishpon J. An electrochemical biosensor for formaldehyde. J Electroanal Chem. 2000;491(1-2):182–7.
[4] Ho MH, Richards RA. Enzymatic method for the determination of formaldehyde. Environ Sci Technol. 1990; 24:201-4.
[5] Gigante AC, Gotardo MA, Tognolli JO, Pezza L, Pezza HR. Spectrophotometric determination of formaldehyde with chromotropic acid in phosphoric acid medium assisted by microwave oven. Microchem J. 2004;77(1):47–51.
[6] Kataky R, Bryce MR, Goldenberg L, Hayes S, Nowak A. A biosensor for monitoring formaldehyde using a new lipophilic tetrathiafulvalene-tetracyanoquinodimethane salt and a polyurethane membrane. Talanta. 2002;56(3):451-8.
[7] Coggon D. Extended Follow-Up of a Cohort of British Chemical Workers Exposed to Formaldehyde. Cancer Spectrum Knowledge Environment. 2003;95(21):1608–15.
[8] Hauptmann M, Lubin JH, Stewart PA, Hayes RB, Blair A. Mortality from lymphohematopoietic malignancies among workers in formaldehyde industries. J Natl Cancer Inst. 2003;95(21):1615-23.
[9] International Agency for Research on Cancer (IARC). Formaldehyde. IARC Monographs on the Evaluation of Carcinogenic Risks to Humans. Wood Dust and Formaldehyde. Lyon, 1995. Vol. 62: 217-362.
[10] Sexton K, Petreas MX, Liu KS. Formaldehyde exposures inside mobile homes. Environ Sci Technol. 1989;23(8):985–8.
[11] Dumas T. Determination of formaldehyde in air by gas chromatography. J Chromatogr A. 1982;247(2):289–95.
[12] Mann B, Grayeski ML. New chemiluminescent derivatizing agent for the analysis of aldehydes and ketones by high-performance liquid chromatography with peroxyoxalate chemiluminescence. J Chromatogr A. 1987;386:149–58.
[13] West PW, Sen B. Spectrophotometric determination of traces of formaldehyde. Z Anal Chem. 1956;153(3):177–83.
[14] Pockard AD, Clark ER. The determination of traces of formaldehyde. Talanta. 1984;31(10 Pt 1):763-71.
[15] M?hlmann GR. Formaldehyde Detection in Air by Laser-Induced Fluorescence. Appl Spectrosc. 1985;39(1):98–101.
[16] Grosjean D. Ambient levels of formaldehyde, acetaldehyde and formic acid in southern California: results of a one-year baseline study. Environ Sci Technol. 1991;25(4):710–5.
[17] Podola B, Nowack EC, Melkonian M. The use of multiple-strain algal sensor chips for the detection and identification of volatile organic compounds. Biosens Bioelectron. 2004;19(10):1253-60.
[18] Vianello F, Stefani A, Di Paolo M., Rigo A, Lui A, Margesin B, et al. Potentiometric detection of formaldehyde in air by an aldehyde dehydrogenase FET. Sens Actuators B Chem. 1996;37(1-2):49–54.
[19] Korpan YI, Soldatkin AP, Gonchar MV, Sibirny AA, Gibson TD, El'skaya AV. A novel enzyme biosensor specific for formaldehyde based on pH-sensitive field effect transistors. J Chem Technol Biotechnol. 1997; 68(2):209-213.
[20] Korpan YI, Gonchar MV, Sibirny AA, Martelet C, El’skaya AV, Gibson TD, et al. Development of highly selective and stable potentiometric sensors for formaldehyde determination. Biosens Bioelectron. 2000;15(1-2):77–83.
[21] Dzyadevych S. V., Arkhypova V. N., Korpan Y. I., El'skaya A. V., Soldatkin A. P., Jaffrezic-Renault N., Martelet C. Conductometric formaldehyde sensitive biosensor with specifically adapted analytical characteristics. Analyt. Chim. Acta. 2001; 445(1):47–55.
[22] Korpan YI, Gonchar MV, Starodub NF, Shul'ga AA, Sibirny AA, El'skaya AV. A cell biosensor specific for formaldehyde based on pH-sensitive transistors coupled to methylotrophic yeast cells with genetically adjusted metabolism. Anal Biochem. 1993;215(2):216-22.
[23] H?mmerle M, Hall EA., Cade N, Hodgins D. Electrochemical enzyme sensor for formaldehyde operating in the gas phase. Biosens Bioelectron. 1996;11(3):239–46.
[24] Vastarella W, Nicastri R. Enzyme/semiconductor nanoclusters combined systems for novel amperometric biosensors. Talanta. 2005;66(3):627-33.