Введение к работе
Актуальность проблемы. Интерес к мономолекулярным пленкам белков, получаемых с помощью ленгмюровскои технологии, в последние годы непрерывно растет. Это связано, в первую очередь, с развитием биоэлектроники и биосенсорного приборостроения, где исключительно важную роль играют "нанотехнологии", позволяющие воспроизводимо получать структуры, размеры которых соизмеримы с размерами молекул и молекулярных агрегатов. Создание стабильных наноструктур га биологических макромолекул с сохраненными функциональными свойствами - задача сложная и требует детальной проработки. Она затрагивает как теоретические, так и практические аспекты применения ленгмюровскои технологии. Можно ожидать, что свойства ферментов в ленгмюровских пленках будут значительно отличаться от их характеристик, полученных В растворах или же При традиционных способах иммобилизации. С практической точки зрения одним из перспективных направлений использования ленгмюровскои технологии является * иммобилизация биологически активных веществ при создании биосенсоров. Ленгмюровская технология формирования мокомолекулярных слоев позволяет на несколько порядков снизить расход биологически активных и вспомогательных компонентов, обеспечивает при этом хорошую воспроизводимость при серийном изготовлении детектируюйшх элементов, высокую чувствительность, точность и быстроту анализа (несколько секунд). Благодаря этому она получает в последнее время все большее признание в биосенсорном приборостроении.
Фбрмирование мономолекулярных пленок непосредственно из ферментов, антител и других белков часто приводит к потере их функциональной активности, кроме того, при перенесении таких монослоев на твердые поверхности наблюдается их разрушение. В случае использования лишвдов, многоатомных спиртов и их й производных ферментативная активность сохраняется, но в водных растворах имеет место быстрая диссоциация ферментов с таких матриц.
Одним из перспективных направлений решения этих проблем является использование о ленгмюровскои технолопш амфифильных полюлектролитов.
Цель и задачи исследования. Цель работы заключалась в исследовании ферментативной кинетики оксидаз в ленгмюровских пленках, полученных с помощью амфифильных полиэлектролитов, на примере
глюкозооксидази и моноаминоксидазы. При Этом были поставлены следующие зал"
1) И; процесс формирования леигмюровских пленок
глюкгоооксида, моноаминоксидазы с помощью амфифильных
пол юл сіп рол итов;
2) Исследовать кинетические характеристики получаемых таким
образом ферментных электродов и изучить зависимость биохимических
свойств- иммобилизованных ферментов от физико-химических свойств
амфифильных полиэлектролитов;
3) Исследовать процесс формирования двухкомпонентных
леигмюровских пленок на основе амфифильных полюлектролнтом,
состоящих из производных ферроцена и глюкозооксидази, проанализировать
электрохимическую и ферментативную активность получаемых
бифункциональных пленок.
Научная новизна исследования. В данной работе предлагается новый метод формирования ЛБ-пленок биологически активных веществ на основе новых амфифильных полиэлектролитов. Впервые показана возможность иммобилизации в таких пленках ферментов глюкозооксидази и моноаминоксидазы а также производных ферроцена с сохранением их каталитических и электрономедиаторньгх свойств. Показана возможность направленного изменения кинетических свойств ферментов в леигмюровских пленках амфифильных полшлектролитов.
Практическая значимость исследования. Результаты
исследования могут служить основой для создания новых чувствительных биосенсоров.
Апробация работы: Основные результаты работы доложены на международной конференции "Biosensors'92" 20-22 мая 1992 г., Женева (Швейцария), на симпозиуме "Biosensorics in Central and Eastern Europe" 22-23 марта 1993 г, Бохум (ФРГ), «а СНГ-германской рабочей встрече "Biosensors" 4-6 ноября 1993 г, Мюнстер {ФРГ) и на российско-германской научной шкдле "Biosensing Materials" 7-13 июля 2994 г., Пущино (Россия).
Публикации. Но теме диссертации опубликовано 6 научных работ в отечественных и зарубежных изданиях.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит ш введения, обзора литературы, описания материалов и методов, результатов и их обсуждения, выводов и списка литературы. Работа изложена на 118 страницах машинописного текста и включает 8 таблиц и 20 рисунков.