НАНОСИСТЕМЫ

Сенсорное покрытие на основе липидного ленгмюровского монослоя с молекулами фермента глюкозооксидазы

Горбачев И.А., Колесов В.В.
Институт радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова РАН, http://www.cplire.ru/
Москва 125009, Российская Федерация
E-mail: iliyagor36@gmail.com, kvv@cplire.ru

Поступила 01.12.2023, рецензирована 12.12.2023, принята 13.12.2023, опубликована 15.03.2024.

Аннотация: Создано сенсорное покрытие на основе ленгмюровского монослоя фосфолипидных молекул 1,2-дипальмитоил-sn-глицеро-3-фосфоэтаноламин (DPPE) с иммобилизованными молекулами фермента глюкозооксидазы и исследованы его сенсорные свойства. Методом изотерм сжатия исследован процесс встраивания молекул фермента глюкозооксидазы в ленгмюровский монослой фосфолипидных молекул DPPE. Показано, что адсорбция молекул глюкозооксидазы оказывает расширяющее действие на ленгмюровский монослой DPPE и приводит к увеличению площади на одну молекулу с 32.5 Å2 до 49 Å2 и уменьшению модуля сжатия монослоя с 133 мН/м до 83 мН/м. Также адсорбция глюкозооксидазы приводит к увеличению коэффициента десорбции монослоя в субфазу kd с 0.5·10-3 до 1.2·10-3. Методом атомно-силовой микроскопии охарактеризована морфология пленок с иммобилизованными молекулами фермента при различном времени его адсорбции. Увеличение времени адсорбции фермента приводит к уменьшению шероховатости поверхности формируемой пленки с 3.6 нм при 5 минутах до 2.4 нм при 60 минутах. Сформированные монослои DPPE с иммобилизованными молекулами фермента были перенесены на графитовые электроды. Методами циклической вольтамперометрии и импедансометрии изучены их сенсорные свойства. Полученные покрытия обладали чувствительностью к глюкозе в растворах с концентрацией от 0 до 1 мг/мл. Наличие линейной зависимости тока через измерительную ячейку в указанном диапазоне концентраций глюкозы делает созданные пленки перспективными для использования в качестве сенсорных покрытий.

Ключевые слова: амперометрический сенсор глюкозы, ферментативные сенсоры, пленки Ленгмюра-Блоджетт, биосенсоры

УДК 539.23, 544.032.7

РЭНСИТ, 2023, 16(1):111-120 DOI: 10.17725/rensit.2024.16.111

Полнотекстовая электронная версия статьи – на вебсайтах http://elibrary.ru и http://rensit.ru/vypuski/article/536/16(1)111-120.pdf