Введение к работе
Акті;альность_пр.обле[та. В настоящей время в аналитической химии большое распространение получило направление, связанное с разработкой и применением биосенсоров - устройств, сочетающих' ВЫСОКУЮ специфичность биологических реакций с простотой и оперативность» электрохимических, оптических и других методов. Основные области, где они успешно используются - контроль состояния окружающей среды, клинический анализ, контроль биотехнологических процессов. Сочетание широкого и быстро растущего рынка сбыта и важности решаемых социальных задач (особенно для нашей страны, где подобное оборудование практически не выпускается) определяет актуальность задач, связанных с разработкой биосенсоров.
Одной из наиболее перспективных областей применения биосенсоров является иммунный анализ. Особый интерес представляет иммуно-потеншометрический (ИГО метод, в основе которого лежит регистрация изменений потенциала, происходящих в. результате гетерогенной реакции образования иммунного комплекса.' Он характеризуется простотой, оперативностью, отсутствием метки, возможностью использования в проточных системах и создания автоматических устройств. Возможно также применение этого метода для изучения взаимодействия между антигенами (АГ) и антителами (AT) на границе ТЕердой фазы.
Недостатками ИП метода, препятствующими его внедрению в практику, являются большой разброс характеристик иммуноэлектродов (ГО) и относительно низкая (по сравнению, например, с иммуно$ерментнын анализом) чувствительность.
ШяИ_И_зэ5ачи_исслеаования. Целью настоящей работы являлась разработка систематического подхода к проблеме повышения воспроизводимости изготовления ГО и расширение области применения ИП метода, как за счет ноеых объектов анализа (кнтактных вирусов), так и путем увеличения концентрационной чувствительности. Основными задачами исследований были.-
определение основных параметров, оказывающих влияние на величину отклика ГО и его кинетические характеристики и построение соответствующих математических моделей;
изучение возможностей приборной реализации ИП метода и оптимизации его характеристик;
разработка ИП мембранных ГО для определения широкого круга объектов - в частности, белков и интзктных вирусов.
БЗУ-ЧнаЯ-Новизна. В работе получены следующие новые научные результаты:
показана возможность определения ШІ методом интактных вирусов (на примере вируса гриппа);
обнаружен эффект повышения чувствительности аналитических мембраяных устройств при создании перепада давления на измерительной мембране за счет удаления части растворителя и увеличении вследствие этого локальной концентрации определяемого вещества вблизи мембраны;
путем анализа предложенной математической модели кинетики отклика ГО и сравнения ее выводов с экспериментальными результатами показано, что измерения в разработанной проточной ячейке могут проводиться в кинетическом режима;
построена математическая модель отклика ИЗ с пористой мембраной и предложен алгоритм оптимизации условий измерения с учетом
ВЫВОДОВ ШСТРОЄННОЙ НОДЄЛИ;
разработан неразрушаощий метод спектрофотометрического определения связанного с мембраной белка.
ШїЗЦЯ_И_Зїактцческая_значимость. На основе эффекта повышения чувствительности ИЗ при частичной ультрафильтрации пробы разработан защищенный авторским свидетельством на изобретение способ определения белков и вирусных частиц, реализованный в макете имму-нопотенциоматра с проточной ячейкой. Он характеризуется возможностью специфического обнарух<ения вируса гриппа в концентрации до 10s частиц^мл со временем измерения порядка нескольких минут. Применение ID для определения интактных вирусов, показывает, что имму-нопотенциометрия может явиться универсальным методом быстрого обнаружения широкого спектра антигенов.
АЦЕ2бация_работи. Результаты, вошедшие в диссертацию, докладывались на симпозиума "Инструментальные катоды исследования в физиологии и биохимии" (Ленинград, 1985) и Всесоюзной конференции "Состояние и развитие мембранной техники" (Дивноморск, 1929). По тема диссертации опубликовано 6 печатных работ, получено одно авторское свидетельство СССР.
51ЕХК1ХШ.И_Йбьем_дисс2ртации. Диссертация состоит из введения, 7 разделов, заключения и приложений. ПЕ8УЗ_Взздел содораит обзор литературы по истории развития и современному состоянию ИП натопл, обоснование выбора направления и задачи исследования. Краткое описание примгіНЯВЕИхся яотодик и эксгюримпнтчг.ьнцу УСТПНОРІІ'.
приведено во_втоЕОИ_ЕЗэделе. Здесь же проводится сравнительное, рассмотрение результатов, полученных при определении Еируса гриппа в различных электродных ячейках. В_третьем_р_азделе на основа простейшей математической модели гетерогенной реакции образования иммунного комплекса проведен анализ кинетики ИЭ и из сопоставления с экспериментальными данными сделан вывод о том, что процесс в проточной _ электродной ячейке проходит в кинетическом режима. _2ТВ1Й_ВЭ2Ш описывается влияние частичной ультрафильтрации пробы на отклик ГО и применение обнаруженного эффекта в прото--чных электродных ячейках. Пятый_ваздел посвящен рассмотрению отклика ИЭ с термодинамической точки зрения. На основе построенной в этом разделе математической модели предложен алгоритм оптимизации параметров (условий) измерения. Для контроля одного из таких пара-мэтров - количества иммобилизованных AT - был разработан спектро-фотометрический метод определения связанного с мембраной белка, описанный в_иесгом_р.азделе диссертации. В_седьмом_ваздела приведены сведения об АГ, определявшихся ИИ методом, и обсуждаются факторы, влияющие на характеристики ГО, а также возможности развития метода.
Диссертационная работа изложена на 101 странице машинописного текста, иллюстрирована 27" рисунками и И таблицами, список литературы содержит 57 источников.
