Безреагентные биосенсоры на основе электрохимических реакций в гетерогенных системах тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 02.00.15, кандидат химических наук Трашин, Станислав Александрович

• Трашин, Станислав Александрович
• кандидат химических наук
• 2008

Оглавление диссертации кандидат химических наук Трашин, Станислав Александрович

1. ВВЕДЕНИЕ

2. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

2.1. Биосенсоры

2.1.1. Принципы и определения

2.1.2. Классификация по типу трансдьюсера

2.1.3. Классификация по типу распознающего элемента

2.2. Методы иммобилизации ДНК зонда

2.3. Сенсоры для прямого определения белков и нуклеиновых кислот

2.3.1. Метод плазмонного резонанса

2.3.2. Трансдьюссеры на основе пьезокристаллов

2.3.3. Электрохимические методы

2.4. Границы раздела несмешивающихся жидкостей

2.4.1. Общие положения

2.4.2. Строение и свойства ГРНЭ

2.4.3. Равновесия на границе двух жидкостей

2.4.4. Термодинамическое описание. Уравнения Нернста

2.4.5. Поляризация границы несмешивающихся растворов электролитов

2.4.6. Кинетика переноса иона

2.4.7. Индуцированный перенос ионов

2.4.8. Адсорбция органических молекул на ГРНЭ

2.5. Граница раздела водной фазы и тонкой жидкой плёнки органического растворителя

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Безреагентные биосенсоры на основе электрохимических реакций в гетерогенных системах»

Актуальность проблемы. На сегодняшний день электрохимические биосенсоры являются наиболее дешевыми и простыми устройствами, позволяющими проводить экспрессный химический анализ с высокой чувствительностью и селективностью. Среди широкого круга их задач, можно выделить определение специфических биомолекул для целей клинической диагностики и пищевой промышленности.

Возможность проведения анализа без пробоподготовки, низкая стоимость, доступность и простота выгодно отличают биосенсоры от универсальных аналитических систем, например, хромато-масс-спектрометрии. При этом критически важными свойствами биосенсоров являются безреагентность, высокая селективность и операционная стабильность. Безреагентное определение биомолекул электрохимическими методами затруднено тем, что белки и нуклеиновые кислоты, а также их комплексы в основном не электроактивны, поскольку не содержат редокс-активных групп. Поэтому определение биомолекул с помощью биосенсоров требует разработки альтернативных подходов.

Одним из перспективных направлений в электроанализе является использование границы раздела несмешивающихся жидкостей для регистрации редокс-неактивных ионов . Белки и нуклеиновые кислоты содержат заряженные группы и могут быть рассмотрены в качестве полиэлектролитов. В связи с этим представляется возможным их детектирование на границе раздела несмешивающихся жидкостей.

С другой стороны, использование системы нанопор в инертной мембране перспективно для увеличения чувствительности электрохимической регистрации аффинного связывания биологических макромолекул, поскольку образование наноразмерных комплексов внутри нанопор будет блокировать поток ионов к поверхности электрода.

По принципу безреагентного анализа работают также биосенсоры третьего поколения, то есть амперометрические сенсоры на основе биоэлектрокатализа с прямым обменом электрона между активным центром фермента и электродом. Это явление, открытое советскими учеными три десятилетия назад, в настоящее время интенсивно исследуют в связи с выделением новых типов оксидоредуктаз, развитием методов биоинженерии и созданием новых электродных материалов. Модификация поверхности имеет большое значение для повышения эффективности биоэлектрокатализа за счет облегчения коммуникации активного центра фермента с электродом.

Целью работы являлось создание безреагентных биосенсоров для регистрации белков и нуклеиновых кислот на основе электродов, чувствительных к физико-химическим процессам на границах раздела фаз, а также создание лактозного биосенсора на основе высокоэффективного прямого биоэлектрокатализа ЦДГ. В поставленные задачи входило:

- разработка высокостабильных и воспроизводимых электродов с поляризуемой границей раздела несмешивающихся жидкостей, предназначенных для регистрации биомолекул; создание безреагентного ДНК-сенсора на основе ДНК-зонда, иммобилизованного на границе раздела несмешивающихся жидкостей; получение и исследование электрохимической системы, чувствительной к экстракции белка из воды в органический растворитель;

- регистрация биоаффинного взаимодействия1 на электроде, модифицированном инертным полимером с системой наноразмерных пор, и создание аптасенсора на тромбин; изучение прямого биоэлектрокатализа целлобиозодегидрогеназами и повышение его эффективности за счет модификации поверхности электрода редокс-активными полимерами с целью получения более стабильных и чувствительных сенсоров на лактозу.

Научная новизна и практическая ценность работы. Создан безреагентный ДНК-сенсор на основе принципиально нового подхода - иммобилизации ДНК-зонда на границе раздела несмешивающихся жидкостей. Аналитические характеристики сенсора превосходили описанные в литературе. В частности, минимальная регистрируемая концентрация составила 1 • 10"8 M, а селективность по отношению к последовательности нуклеотидов позволила зарегистрировать точечную мутацию, то есть замену одного азотистого основания другим. Сенсор может быть изготовлен простым и дешевым способом.

Получен электрохимический отклик в ответ на экстракцию белка в органический растворитель. Исследования по данному направлению проводятся впервые и вносят существенный вклад в изучение переноса заряда через границу раздела несмешивающихся жидкостей. Высокая чувствительность (до 5 A/M) и селективность взаимодействия ПАВ-белок открывают перспективы совмещения методов мицеллярной энзимологии и электроанализа для получения новых аналитических систем.

Впервые продемонстрирована возможность электрохимической регистрации образования комплекса аптамер-тромбин по блокированию потока ионов через систему нанопор в инертном изоляторе. Для этих целей разработаны электроды, экранированные пористыми полисилоксановыми матрицами. Используя преимущества данного подхода, возможно создание дешевых аптасенсоров, функционирующих без использования меченных биологических молекул.

Впервые показано увеличение эффективности биоэлектрокатализа целлобиозодегид-рогеназой за счет модификации электрода полианилином, а также полианилином с включенными углеродными нанотрубками. На основе модифицированных электродов созданы безреагентные биосенсоры на лактозу, обладающие на порядок улучшенными значениями чувствительности и операционной стабильности. Полученные биосенсоры могут быть востребованы в пищевой промышленности для анализа лактозы в сложных матрицах.

Апробация работы. Основные результаты работы представлены на конференциях: 57th Annual Meeting of the International Society of Electrochemistry (Edinburgh, United Kingdom, 2006), International congress on analytical science (Moscow, Russia, 2006), 11th International Conference on Electroanalysis (Bordeaux, France, 2006), Международная конференция молодых учёных «Ломоносов - 2006» и «Ломоносов - 2007» (Москва, Россия), II Всероссийская конференция по аналитической химии (Туапсе, Россия, 2007), NATO ASI «Sensors for Environment, Health and Security» (Vichy, France, 2007), Международная научно-практическая конференция «Биотехнология. Вода и пищевые продукты» (Москва, Россия, 2008), International Conference on Electrochemical Sensors (Dobogoko, Hungary, 2008).

Публикации. По материалам исследований опубликовано 17 работ, в том числе 4 статьи в международных и отечественных журналах и 13 тезисов научных конференций.

Объем и структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, обзора литературы, экспериментальной части, обсуждения результатов, выводов и списка цитируемой литературы (165 наименований). Работа изложена на 130 страницах и содержит 46 рисунков и 8 таблиц.

Заключение диссертации по теме «Катализ», Трашин, Станислав Александрович

выводы

1. Разработаны стабильные и воспроизводимые электроды, экранированные тонким слоем органического растворителя. Системы обладали чувствительностью к концентрации и природе редокс-неактивных ионов, что обуславливало их применимость для регистрации биополимеров.

2. Создан безреагентный электрохимический ДНК-сенсор с пределом обнаружения о Я 7

1-10' M и линейным диапазоном 1-10" -5-10" М. Сенсор обладал высокой селективностью, позволяющей зарегистрировать точечную мутацию. По своим аналитическим характеристикам разработанный ДНК-сенсор превосходил датчики на основе поверхностного плазмонного резонанса и кварцевых микровесов.

3. Зарегистрирована электроактивность белков, не содержащих редокс-активных групп. Показано, что наблюдаемая электроактивность является результатом экстракции белков в органический растворитель. Чувствительность при регистрации белков достигала 5 A/M, а селективность определялась специфичностью их экстракции.

4. Предложен новый подход для регистрации образования аффинного комплекса, основанный на модификации электрода покрытием с системой наноразмерных пор. С использованием этого подхода создан аптасенсор на тромбин.

5. Показано увеличение эффективности прямого биоэлектрокатализа ЦДГ за счет модификации поверхности электрода электроактивным полимером, нанотрубками и их композитом. При этом достигнуты в 5 раз более высокие токи окисления субстрата при уменьшении потенциала рабочего электрода до 0 мВ. Показана более высокая операционная стабильность ферментных электродов на основе полианилина. Продемонстрирована возможность использования биосенсора на основе ЦДГ для анализа лактозы в реальных объектах.

Список литературы диссертационного исследования кандидат химических наук Трашин, Станислав Александрович, 2008 год

1. Э. Тернер, Биосенсоры: основы и приложения, ed. Э. Тернер, И. Карубе и Д. Уилсон. 1992, М.: Мир.

2. D.R. Thevenot, К. Toth, R.A. Durst, G.S. Wilson. Electrochemical biosensors: recommended definitions and classification // Pure and Applied Chemistry. -1999.-V.17(12).-P.2333.

3. S.M. Borisov, O.S. Wolfbeis. Optical biosensors // Chemical Review. -2008.-V. 108(2).-P.423.

4. A.A. Karyakin, Encyclopedia of sensors. Biosensors based on conductive polymers and electroactivepolycrystals. . 2006: Am. Sei. Publ. 329-351.

5. M.A. Cooper, V.T. Singleton. A survey of the 2001 to 2005 quartz crystal microbalance biosensor literature: applications of acoustic physics to the analysis of biomolecular interactions // Journal of molecular recognition. -2007.-V.20.-P. 154.

6. K. Länge, B.E. Rapp, M. Rapp. Surface acoustic wave biosensors: a review // Analytical and bioanalytical chemistry. -2008.-V.391.-P.1509.

7. J. Fritz. Cantilever biosensors // Analyst. -2008.-V.133.-P.855.

8. A. Heller, B. Feldman. Electrochemical glucose sensors and their applications in diabetes management // Chemical review. -2008.-V.108.-P.2482-2505.

9. N. Nikolaus, В. Strehlitz. Amperometric lactate biosensors and their application in (sports) medicine, for life quality and wellbeing // Microchim Acta. -2008.-V.160.-P. 1555.

10. T.M.-H. Lee. Over-the-counter biosensors: past, present, and future // Sensors. -2008.-V.8.-P.5535.

11. D. Hernandez-Santos, M. Diaz-Gonzalez, M.B. Gonzalez-Garcia, A. Costa-Garcia. Enzymatic genosensor on streptavidin-modifled screen-printed carbon electrodes // Analytical chemistry. -2004.-V.76(23).-P.6887.

12. N.C. Tansil, H. Xie, F. Xie, Z. Gao. Direct detection of DNA with an electrocatalytic threading intercalator// Analytical chemistry. -2005.-V.77.-P.126-134.

13. M. Steichen, C. Buess-Herman. Electrochemical detection of the immobilization and hybridization of unlabeled linear and hairpin DNA on gold // Electrochemistry Communications. -2005.-V.7.-P.416-420.

14. V. Laitala, A. Ylikoski, H.-M. Raussi, P. Ollikka, I. Hemmila. Time-resolved detection probe for homogeneous nucleic acid analyses in one-step format // Analitical biochemistry. -2007.-V.361 .-P. 126.

15. M.T. Castaneda, A. Merkocui, M. Pumera, S. Alegret. Electrochemical genosensors for biomedical applications based on gold nanoparticles // Biosensors & bioelectronics. -2007.-V.22.-P. 1961.

16. H. Cai, Y.Q. Wang, P.G. He, Y.H. Fang. Electrochemical detection of DNA hybridization based on silver-enhanced gold nanoparticle label // Analytica chimica acta. -2002.-V.469.-P.165.

17. X.C. Zhou, L.Q. Huang, S.F.Y. Li. Microgravimetric DNA sensor based on quartz crystal microbalance: comparison of oligonucleotide immobilization methods and the application in genetic diagnosis // Biosensors and bioelectronics. -2001.-V.16.-P.85.

18. F. Azek, C. Grossiord, M. Joannes, B. Limoges, P. Brossier. Hybridization assay at a disposable electrochemical biosensor for the attomole detection of amplified human cytomegalovirus DNA // Analitical biochemistry. -2000.-V.284.-P. 107.

19. J. Wang, G. Rivas, J.R. Femandes, J.L.L. Paz, M. Jiang, R. Waymire. Indicator-free electrochemical DNA hybridization biosensor // Analytica chimica acta. -1998.-V.375.-P.197.

20. T.M. Heme, M.J. Tarlov. Characterization of DNA probes immobilized on gold surfaces //J. Am. Chem. Soc. -1997.-V.119.-P.8916-8920.

21. D.-H. Jung, B.H. Kim, Y.K. Ko, M.S. Jung, S.K. Jung, S.Y. Lee, H.-T. Jung. Covalent attachment and hybridization of DNA oligonucleotides on patterned single-walled carbon nanotube films // Langmuir. -2004.-V.20.-P.8886.

22. H. Gu, X.D. Su, K.P. Loll. Electrochemical Impedance Sensing of DNA Hybridization on Conducting Polymer Film-Modified Diamond // The journal of physical chemistry B. -2005.-V.109.-P.13611.

23. Y.-D. Zhao, D.-W. Pang, S. Hu, Z.-L. Wang, J.-K. Cheng, H.-P. Dai. DNA-modified electrodes; part 4: optimization of covalent immobilization of DNA on self-assembled monolayers // Talanta. -1999.-V.49.-P.751.

24. B.P. Corgier, C.A. Marquette, L. Blum. Direct electrochemical addressing of immunoglobulins: Immuno-chip on screen-printed microarray // Biosensors and bioelectronics. -2007.-V.22.-P. 1522.

25. S. Cosnier. Biomolecule immobilization on electrode surfaces by entrapment or attachment to electrochemically polymerized films. A review // Biosensors and bioelectronics. -1999.-V.14.-P.443.

26. H. KorriYoussoufi, F. Gamier, P. Srivastava, P. Godillot, A. Yassar. Toward bioelectronics: Specific DNA recognition based on an oligonucleotide-functionalized polypyrrole // JACS. -1997.-V.119(31).-P.7388.

27. A. Ramanaviciene, A. Ramanavicius. Pulsed amperometric detection of DNA with an ssDNA/polypyrrole-modified electrode // Analytical and bioanalytical chemistry. -2004.-V.79(2).-P.287.

28. C.D. Riccardi, H. Yamanaka, M. Josowicz, J. Kowalik, B. Mizaikoff, C. Kranz. Labelfree DNA detection based on modified conducting polypyrrole films at microelectrodes // Analytical chemistry. -2006.-V.78 (4).-P.1139.

29. F. Davis, A.V. Nabok, S.P.J. Higson. Species differentiation by DNA-modified carbon electrodes using an ac impedimetric approach // Biosensors and bioelectronics. -2005.-V.20.-P.1531.

30. K. Krishnamoorthy, R.S. Gokhale, A.Q. Contractor, A. Kumar. Novel label-free DNA sensors based on poly(3,4-ethylenedioxythiophene) // Chemical communications. -2004.-V.7.-P.820.

31. A. Dupont-Filliard, A. Roget, T. Livache, M. Billon. Reversible oligonucleotide immobilisation based on biotinylated polypyrrole film // Analytica chimica acta. -2001.-V.449.-P.45.

32. J. Homola. Surface plasmon resonance sensors for detection of chemical and biological species // Chemistry review. -2008.-V.108.-P.462.

33. V. Silin, A. Plant. Biotechnological applications of surface plasmon resonance // Trends Biotechnol. -1997.-V.15(9).-P.353-359.

34. A. Otto. Excitation of nonradiative surface plasma waves in silver by method of frustrated total reflection // Zeitschrift fur physik. -1968.-V.216.-P.398.

35. C.K. O'Sullivan, G.G. Guilbault. Commercial quartz crystal microbalances theory and applications // Biosensors and bioelectronics. -1999.-V.14(8-9).-P.663.

36. K.A. Marx. Quartz crystal microbalance: A useful tool for studying thin polymer films and complex biomolecular systems at the solution-surface interface // Biomacromolecules. -2003.-V.4(5).-P.1099.

37. S. Bruckenstein, M. Shay. Experimental aspects of use of the quartz crystal microbalance in solution // Electrochimica acta. -1985.-V.30(10).-P.1295.

38. J. Rickert, A. Brecht, W. Gopal. QCM operation in liquids: Constant sensitivity during formation of extended protein multilayers by affinity // Analytical chemistry. -1997.-V.69(7).-P.1441.

39. H. Matsuura, F. Mizutani, Y. Hasebe, S. Uchiyama. Study on a highly sensitive determination method for protein in aqueous solution using a quartz-crystal microbalance // Bunseki kagaku. -2001.-V.50(12).-P.903.

40. F. Patolsky, A. Lichtenstein, I. Willner. Amplified microgravimetric quartz-crystal-microbalance assay of DNA using oligonucleotide-functionalized liposomes or biotinylated liposomes // JACS. -2000.-V.122.-P.418.

41. I. Willner, F, Patolsky, Y. Weizmann, B. Willner. Amplified detection of single-base* mismatches in DNA using microgravimetric quartz-crystal-microbalance transduction // Talanta. -2002.-V.56.-P.847.

42. X.L. Mao, L.J. Yang, X.L. Su, Y.B. Li. A nanoparticle amplification based quartz crystal microbalance DNA sensor for detection of Escherichia coli 0157:H7 // Biosensors and bioelectronics. -2006.-V.21.-P.1178.

43. E. Kim, K. Kim, H. Yang, Y.T. Kim, J. Kwak. Enzyme-amplified electrochemical detection of DNA using electrocatalysis of ferrocenyl-tethered dendrimer // Analytical chemistry.-2003.-V.75(21).-P.5665.

44. E. Palecek, S. Billova, L. Havran, R. Kizek, A. Miculkova, F. Jelen. DNA hybridization at microbeads with cathodic stripping voltammetric detection // Talanta. -2002.-V.56(5).-P.919.

45. J. Wang. Nanoparticle-based electrochemical DNA detection // Analytica chimica acta. -2003.-V.500(l-2).-P.247.

46. E. Palecek. Oscillographic polarography of highly polymerized deoxyribonucleic acid // Nature.-1960.-V.188.-P.656.

47. G. Chiti, G. Marrazza, M. Mascini. Electrochemical DNA biosensor for environmental monitoring // Analytica chimica acta. -2001.-V.427(2).-P.155.

48. F. Lucarelli, A. Kicela, I. Palchetti, G. Marrazza, M. Mascini. Electrochemical DNA biosensor for analysis of wastewater samples // Bioelectrochemistry. -2002.-V.58(l).-P.113.

49. J. Wang, A.J. Bard. Monitoring DNA Immobilization and Hybridization on Surfaces by Atomic Force Microscopy Force Measurements // Anal. Chem. -2001.-V.73.-P.2207-2212.

50. K. Kerman, Y. Morita, Y. Takamura, E. Tamiya. Label-free electrochemical detection of DNA hybridization on gold electrode // Electrochemistry communications. -2003.-V.5.-P.887.

51. K. Kerman, D. Ozkan, P. Kara, A. Erdem, B. Meric, P.E. Nielsen, M. Ozsoz. Label-free bioelectronic detection of point mutation by using peptide nucleic acid probe // Electroanalysis. -2003.-V.25(7).-P.667.

52. M. Vestergaard, K. Kerman, E. Tamiya. An overview of label-free electrochemical protein sensors // Sensors. -2007.-V.7.-P.3442.

53. F.A. Armstrong, Bioelectrochemisrty, ed. G.S. Wilson. 2002: Wiley-VCH: Weinheim. 11-29.

54. M. Tomschik, L. Havran, M. Fojta, E. Palecek. Constant current chronopotentiometric stripping analysis of bioactive peptides at mercury and carbon Electrodes. // Electroanalysis. -1988.-V. 10.-P.403.

55. J.A. Reynaud, B. Malfoy, A. Bere. The electrochemical oxidation of three proteins: RNAase A, bovine serum albumin and concanavalin A at solid electrodes // Journal of electroanalytical chemistry. -1980.-V.116.-P.595.

56. V. Brabec, I. Schindlerova. Electrochemical behaviour of proteins at graphite electrodes. // Bioelectrochemistry and bioenergetics. -1981.-V.8.-P.451.

57. K. Kerman, M. Vestergaard, M. Chikae, S. Yamamura, E. Tamiya. Label-free electrochemical detection of phosphorylated and non-phosphorylated forms of peptides based on tyrosine oxidation. // Electrochemistry communications. -2007.-V.9.-P.976.

58. M. Vestergaard, K. Kerman, M. Saito, N. Nagatani, Y. Takamura, E. Tamiya. A rapid label-free electrochemical detection and kinetic study of alzheimer's amyloid beta aggregation //JACS. -2005.-V.127.-P.11892.

59. E. Souteyrand, J.P. Cloarec, J.R. Martin, C. Wilson, I. Lawrence, S. Mikkelsen, M.F. Lawrence. Direct detection of the hybridization of synthetic homo-oligomer DNA sequences by field effect // The journal of physical chemistry B. -1997.-V.101.-P.2980.

60. B. Pejcic, R. De Marco. Impedance spectroscopy: Over 35 years of electrochemical sensor optimization // Electrochimica Acta. -2006.-V.51.-P.6217.

61. C. Gautier, C. Cougnon, J.F. Pilard, N. Casse. Label-free detection of DNA hybridization based on EIS investigation of conducting properties of fiinctionalized polythiophene matrix // Journal of electroanalytical chemistry. -2006.-V.587.-P.276.

62. J. Travas-Sejdic, H. Peng, P.A. Kilmartin, M.B. Cannell, G.A. Bowmaker, R.P. Cooney, C. Soeller. Label-free electrochemical DNA sensor based on functionalised conducting copolymer // Synthetic metals. -2005.-V.152.-P.37.

63. Y. Fu, R. Yuan, Y. Chai, L. Zhou, Y. Zhang. Coupling of a Reagentless Electrochemical DNA Biosensor with Conducting Polymer Film and Nanocomposite as Matrices for the Detection of the HIV DNA Sequences // Analytical letters. -2006.-V.39.-P.467.

64. Z. Li, Y. Chen, X. Li, T.I. Kamins, K. Nauka, R.S. Williams. Sequence-specific labelfree DNA sensors based on silicon nanowires // Nano Letters. -2004.-V.4.-P.245.

65. Z. Gao, A. Agarwal, A. Trigg, N. Singh, C. Fang, C.-H. Tung, Y. Fan, K.D. Buddharaju, J. Kong. Silicon Nanowire Arrays for Label-Free Detection of DNA // Analytical chemistry.-2007.-V.79.-P.3291.

66. W. Nernst. Uber die loslichkeit von mischkrystallen // Z.Phys.Chem. -1892.-V.9.-P.137-140.

67. V.E. Baur. Ein modell des elektrischen organs der fische // Zeitschrift fur elektrochemie. -1913.-V. 19.-P.590-592.

68. J. Koryta, P. Vanysek, M. Brezina. Electrolysis with an electrolyte dropping electrode // J. Electroanal. Chem. -1976.-V.67(2).-P.263.

69. Z. Samec. Electrochemistry at the interface between two immiscible electrolyte solutions (IUPAC Technical Raport) // Pure Appl. Chem. -2004.-V.76(12).-P.2147-2180.

70. M.A. Leich, G.L. Richmond. Recent experimental advances in studies of liquid/liquid interfaces // Faraday Discuss. -2005.-V.129.-P.1-21.

71. J.M. Kovaleski, M.J. Wirth. Lateral diffusion of acridine orange at liquid hydrocarbon/water interfaces // J. Phys. Chem. -1995.-V.99.-P.4091-4095.

72. G.M. Luo, S. Malkova, S.V. Pingali, D.G. Schultz, B.H. Lin, M. Meron, I. Benjamin, P. Vanysek, M.L. Schlossman. Structure of the interface between two polar liquids: Nitrobenzene and water // Journal of physical chemistry B. -2006.-V.110(10).-P.4527.

73. T. Kakiuchi. Limiting behavior in equilibrium partitioning of ionic components in liquidliquid two-phase systems // Analytical chemistry. -1996.-V.68(20).-P.3658-3664.

74. F. Reymond, D. Fermin, H.J. Lee, H.H. Girault. Electrochemistry at liquid/liquid interfaces: methodology and potential applications // Electrochimica acta. -2000.-V.45(15-16).-P.2647.

75. A.N. Frumkin. // Dokl. Acad. Nauk SSSR. -1952.-V.85.-P.373.

76. T. Kakiuchi, T. Kondo, M. Kotani, M. Senda. Ion permeability of dilauroylphosphatidylethanolamine monolayer at the polarized nitrobenzene/water interface // Langmuir. -1992.-V.8(1).-P.169-175.

77. J.A. Manzanares, R.M. Allen, K. Kontturi. Enhanced ion transfer rate due to the presence of zwitterionic phospholipid monolayers at the ITIES // J. Electroanal. Chem. -2000.-V.483(l-2).-P.188-196.«

78. T. Kakiuchi. Potential-dependent adsorption and partitioning of ionic components at a liquid liquid interface // J. Electroanal. Chem. -2000.-V.496(l-2).-P.137-142.'.

79. R.A. Iglesias, S.A. Dassie, A.M. Baruzzi. Adsorption of phenosafranin at the water vertical bar 1,2-DCE interface: a voltammetric approach // J. Electroanal. Chem. -2000.-V.483(l-2).-P.157-162.

80. G.P. Luis, M.J. ValenciaGonzalez, M.E. DiazGarcia. Enzymes in reverse micellar media // Anales de quimica. -1996.-V.92(5).-P.312-319.

81. T.K. De, A. Maitra. Solution behaviour of Aerosol OT in non-polar solvents // Adv. Colloid Interface Sci. -1995.-V.59.-P.95-193.

82. B.A. Andrews, D.L. Pyle, J.A. Asenjo. The effects of pH and ionic strength on the partitioning of four proteins in reverse micelle systems // Biotechnol. Bioeng. -1994.-V.43.-P. 1052-1058.

83. A. Shioi, M. Harada, H. Takahashi, M. Adachi. Protein Extraction in a Tailored Reversed Micellar System Containing Nonionic Surfactants // Langmuir. -1997.-V.13.-P.609-619.

84. V.M. Paradkar, J.S. Dordick. Mechanism of extraction of chymotrypsin into isooctane at very-low concentrations of aerosol ot in the absence of reversed micelles // Biotechnol. Bioeng. -1994.-V.43(6).-P.529-540.

85. B.D. Kelley, D.I.C. Wang, T.A. Hatton. Affinity-based reversed micellar protein extraction: II. Effect of cosurfactant tail length // Biotechnol. Bioeng. -1993.-V.42.-P.1209-1217.

86. B.D. Kelley, D.I.C. Wang, T.A. Hatton. Affinity-based reversed micellar protein extraction: I. Principles and protein-ligand systems // Biotechol. Bioeng. -1993.-V.42.-P.l 199-1208.

87. J.M. Woll, T.A. Hatton, M.L. Yarmush. Bioaffinity separations using reversed micellar extraction // Biotechnol. Prog. -1989.-V.5(2).-P.57-62.

88. A.J. Storm, C. Storm, J. Chen, H. Zandbergen, J.-F. Joanny, C. Dekker. Fast DNA Translocation through a Solid-State Nanopore 11 Nano letters. -2005.-V.5(7).-P.l 1931197.

89. J. Niedziolka, E. Rozniecka, J. Chen, M. Opallo. Changing the direction of ion transfer across o-nitrophenyloctyletherjwater interface coupled to electrochemical redox reaction // Electrochemistry Communications. -2006.-V.8.-P.917-921.

90. S. Amemiya, X. Yang, T.L. Wazenegger. Voltammetry of the phase transfer of polypeptide protamines across polarized liquid/liquid interfaces // J. Am. Chem. Soc. -2003.-V.125.-P.11832.

91. A.A. Karyakin, M.Y. Vagin, S.Z. Ozkan, G.P. Karpachova. Thermodynamics of ion transfer across the liquidjliquid interface at a solid electrode shielded with a thin layer of organic solvent // Journal of physical chemistry B. -2004.-V.108.-P.11591.

92. M. Shinshi, Т. Sugihara, Т. Osakai, М. Goto. Electrochemical Extraction of Proteins by Reverse Micelle Formation // Langmuir. -2006.-V.22.-P.5937-5944.

93. L.C. Clark, C. Lyons. Electrode system for continous monitoring in cardiovascular surgery // Ann. NY Acad. Sci. -1962.-V.102:-P.29.

94. K.P. Volkl, N. Opitz, D.W. Lubbers. Continuous measurement of concentrations of alcohol using a fluorescence-photometric enzymatic method // Fresenius zeitschrift fur analytische chemie. -1980.-V.301(2).-P.162.

95. S.R. Betso, M.H. Klapper, L.B. Anderson. Electrochemical studies of heme proteins. Coulometric, polarographic and combined spectroelectrochemical methods for reduction of the heme prostetic group in cytochrome с // JACS. -1972.-V.94.-P.8197.

96. M.J. Eddowes, H.A.O. Hill. A novel method for investigation of the electrochemistry of metalloproteins: cytochrome с // Journal of the chemical society-chemical communications. -1977.-V.21.-P.771.

97. P.M. Allen, H. Allen, O. Hill, N.J. Walton. Surface modifiers for the promotion of direct electrochemistry of cytochrome с // J. Electroanal. Chem. -1984.-V.178.-P.69-86.

98. L. Gorton, A. Lindgren, T. Larsson, F.D. Munteanu, T. Ruzgas, I. Gazaryan. Direct electron transfer between heme-containing enzymes and electrodes as basis for third generation biosensors // Analytica chimica acta. -1999.-V.400.-P.91.

99. H.A.O. Hill, N.J. Walton, I.J. Higgins. Electrochemical reduction of dioxygen using a terminal oxidase // FEBS Letters. -1981.-V.126.-P.282.

100. И.В. Березин, В.А. Богдановская, С.Д. Варфоломеев, М.Р. Тарасевич, А.И. Ярополов, Биоэлектрокатализ. Равновесный кислородный потенциал в присутствии лакказы. //Докл. АН СССР. -1978.-V.240.-P.615.

101. I.V. Berezin, S.D. Varfolomeev, M.V. Lomonosov. Principles of bioelectrocatalysis // Enzyme Eng. -1980.-V.5.-P.95-100.

102. М.Р. Тарасевич, B.A. Богдановская, В.С.Б. (ред.). Биоэлектрокатализ. Ферменты как катализаторы электрохимических реакций. В: Проблемы электрокатализа. // Москва, Наука. -1980.-Р.234-67.

103. S. Shleev, A. Jarosz-Wilkolazka, A. Khalunina, О. Morozova, A. Yaropolov, Т. Ruzgas, L. Gorton. Direct electron transfer reactions of laccases from different origins on carbon electrodes // Bioelectrochemistry. -2005.-V.67(l).-P.l 15.

104. S. Tsujimura, Т. Nakagawa, К. Капо, Т. Ikeda. Kinetic study of direct bioelectrocatalysis of dioxygen reduction with bilirubin oxidase at carbon electrodes // Electrochemistry. -2004.-V.72(6).-P.437.

105. S. Shleev, J. Tkac, A. Christenson, T. Ruzgas, A.I. Yaropolov, J.W. Whittaker, L. Gorton. Direct electron transfer between copper-containing proteins and electrodes // Biosensors and bioelectronics. -2005.-V.20(12).-P.2517.

106. А.И. Ярополов, В. Маловик, С.Д. Варфоломеев, И.В. Березин. Электровосстановление пероксида водорода на электроде с иммобилизованной пероксидазой // Докл. АН СССР. -1979.-V.249.-P.1399-401.

107. А.И. Ярополов, А.А. Карякин, С.Д. Варфоломеев. Биоэлектрокатализ феномен ускорения ферментами электродных процессов // Вестник МГУ. -1983.-V.24.-P.523-35.

108. А.И. Ярополов, А.А. Карякин, И.Н. Гоготов, Н.А. Зорин, С.Д. Варфоломеев, И.В. • Березин. Биоэлектрокатализ. Механизм окисления молекулярного водорода наэлектроде с иммобилизованной гидрогеназой // Докл. АН СССР. -1984.-V.274.-Р. 1434-7.

109. A.I. Yaropolov, A.A. Karyakin, S.D. Varfolomeyev, I.V. Berezin. Mechanism of H2-electrooxidation with immobilized hydrogenase // Bioelectrochem. Bioenerg. -1984.-V.12.-P.267-77.

110. A.A. Karyakin, S.V. Morozov, O.G. Voronin, N.A. Zorin, V.V. Perelygin, S. Cosnier. The limiting performance characteristics in bioelectrocatalysis of hydrogenase enzymes // Angewandte chemie-international edition. -2007.-V.46(38).-P.7244.

111. A.A. Karyakin, S.V. Morozov, E.E. Karyakina, N.A. Zorin, V.V. Perelygin, S. Cosnier. Hydrogenase electrodes for fuel cells // Biochemical society transactions. -2005.-V.33.-P.73.

112. C.X. Cai, J. Chen. Direct electron transfer of glucose oxidase promoted by carbon nanotubes // Analytical biochemistry. -2004.-V.332(l).-P.75.

113. A. Guiseppi-Elie, C.H. Lei, R.H. Baughman. Direct electron transfer of glucose oxidase on carbon nanotubes //Nanotechnology. -2002.-V.13(5).-P.559.

114. M.L. Yang, J. Wang, H.Q. Li, J.G. Zheng, N.Q.N. Wu. A lactate electrochemical biosensor with a titanate nanotube as direct electron transfer promoter // Nanotechnology. -2008.-V. 19(7).-P.article number 075502.

115. S. Zhao, K. Zhang, Y. Bai, W.W. Yang, C.Q. Sun. Glucose oxidase/colloidal gold nanoparticles immobilized in Nafion film on glassy carbon electrode: Direct electron transfer and electrocatalysis // Bioelectrochemistry. -2006.-V.69(2).-P.158.

116. F. Palmisano, P.G. Zambonin, D. Centonze. Amperometric biosensors based on electrosynthesised polymeric films // Fresenius J. Anal. Chem. -2000.-V.366.-P.586-601.

117. B.A. Gregg, A. Heller. Cross-linked redox gels containing glucose oxidase for amperometric biosensor applications // Analytical chemistry. -1990.-V.62.-P.258-263.

118. P.D. Hale, T. Inagaki, H.I. Karan, Y. Okamoto, T.A. Skotheim. A new class of amperometric biosensor incorporating a polymeric electron-transfer mediator // J. Am. Chem. Soc. -1989.-V.il 1.-P.3482-3484.

119. S. Cosnier. Electropolymerization of amphiphilic monomers for designing amperometric biosensors // Electroanalysis. -1997.-V. 9(12).-P.894-902.

120. S. Yabuki, H. Shinohara, M. Aizawa. Electro-conductive enzyme membrane // Journal of the chemical society-chemical communications. -1989.-V.14.-P.945-946.

121. T. Ruzgas, E. Csoregi, J. Emneus, L. Gorton, G. Marko-Varga. Peroxidase-modified electrodes: Fundamentals and application // Analytica chimica acta. -1996.-V.330(2-3).-P.123-138.

122. B. Palysa, A. Bokuna, J. Rogalskib. Poly-o-phenylenediamine as redox mediator for laccase // Electrochimica acta. -2007.-V.52(24).-P.7075-7082.

123. G. Henriksson, G. Johansson, G. Pettersson. A critical review of cellobiose dehydrogenases // Journal of Biotechnology. -2000.-V.78.-P.93-113.

124. M. Zamocky, R. Ludwig, C. Peterbauer, B.M. Hallberg, C. Divne, P. Nicholls, D. Haltrich. Cellobiose dehydrogenase a flavocytochrome from wood-degrading, phytopathogenic and saprotropic fungi // Current protein and peptide science. -2006.-V.7.-P.255.

125. K. Igarashi, M.F.J.M. Verhagen, M. Samejima, M. Schuleini, K.-E.L. Eriksson, T. Nishino. Cellobiose Dehydrogenase from the Fungi Phanerochaete chysosporium and Humicola insolens II The journal of biological chemistry. -1999.-V.274(6).-P.3338-3344.

126. L. Stoica, R. Ludwig, D. Haltrich, L. Gorton. Third-Generation Biosensor for Lactose Based on Newly Discovered Cellobiose Dehydrogenase // Analytical chemistry. -2006.-V.78.-P.393-398.

127. W. Harreither, V. Coman, R. Ludwig, D. ITaltricha, L. Gorton. Investigation of graphite electrodes modified with cellobiose dehydrogenase from the ascomycete myriococcum thermophilum // Electroanalysis. -2007.-V. 19(2-3).-P.172.

128. M.S. Rogers, G.D. Jones, G. Antonini, M.T. Wilson, M. Brunori. Electron-transfer from phanerochaete-chrysosporium cellobiose oxidase to equine cytochrome-c and pseudomonas-aeruginosa cytochrome c-551 // Biochemical journal. -1994 -V.298.-P.329-334.

129. M.D. Cameron, S.D. Aust. Kinetics and reactivity of the flavin and heme cofactors of cellobiose dehydrogenase from Phanerochaete chrysosporium // Biochemistry. -2000.-V.39(44).-P. 13595-13601.

130. А.И. Бавер, H.B. Ковалёва, Г.А. Мишина, Л.П. Семёнова. // Химические волокна. -1977.-V.1.-P.54.

131. X. Liu, G. Bouchard, Н.Н. Girault, В. Testa, P.A. Carrupt. Partition coefficients of ionizable compounds in o-nitrophenyl octyl ether/water measured by the potentiometric method // Analytical chemistry. -2003.-V.75(24).-P.7036.

132. F. Scholz. Recent advances in the electrochemistry of ion transfer processes at liquidliquid interfaces // Annu. Rep. Prog. Chem. Sect. C. -2006.-V.102.-P.43-70.

133. G. Shul, M. Opallo. On transfer across liquid-liquid interface coupled to electrochemical redox reaction at carbon paste electrode // Electrochemistry communications. -2005.-V.7(2).-P.194-198.

134. H.J. Watts, D. Yeung, H. Parkes. Real-time detection and quantification of DNA hybridization by an optical biosensor // Analytical chemistry. -1995.-V.67.-P.4283-4289.

135. F. Caruso, E. Rodda, D.N. Furlong. Quartz crystal microbalance study of DNA immobilization and hybridization for nucleic acid sensor development // Analytical chemistry. -1997.-V.69.-P.2043-2049.

136. Y. Okahata, Y. Matsunobu, K. Ijiro, M. Mukae, A. Murakami, K. Makino. Hybridization of nucleic acids immobilized on a quartz crystal microbalance // J. Am. Chem. Soc. -1992,-V.l 14(21).-P.8299-8300.

137. S. Yamaguchi, T. Shimomura. Adsorption, immobilization, and hybridization of DNA studied by the use of quartz crystal oscillators // Analytical chemistry. -1993.-V.65.-P.1925-1927

138. G. Marrazza, I. Chianella, M. Mascini. Disposable DNA electrochemical biosensors for environmental monitoring // Analytica chimica acta. -1999.-V.387.-P.297-307.

139. S.R. Dungan, T. Bausch, T.A. Hatton, P. Plucinski, W. Nitsch. Interfacial transport processes in the reversed micellar extraction of proteins // Journal of colloid and interface science. -1991.-V.145(l).-P.33-50.

140. K. Naoea, K. Nodaa, T. Konishi, M. Kawagoea, M. Imai. Liquid-liquid extraction of a-lactalbumin using reverse micellar organic solvent // BioFactors. -2004.-V.22.-P.347~ 351.

141. Y. Sun, S. Ichikawa, S. Sugiura, S. Furusaki. Affinity extraction of proteins with a reversed micellar system composed of cibacron blue-modified lecithin // Biotechnology and bioengineering. -1998.-V.58(1).

142. O.A. Saleh, L.L. Sohn. An artificial nanopore for molecular sensing // Nano Lett. -2003.-V.3(l).-P.37-38.

143. J. Wang. Sol-gel materials for electrochemical biosensors // Analytica chimica acta. -1999.-V.399(l-2).-P.21.

144. W. Jin, J.D. Brennan. Properties and applications of proteins encapsulated within sol-gel derived materials // Analytica chimica acta. -2002.-V.461(l).-P.l.

145. E. Курицына. Сенсоры на основе наноразмерных пленок и структур электрокатализатора // Диссертация на соискание ученой степени кандидата химических наук. -2006.-Р.90.

146. Е. Luzi, М. Minunni, S. Tombelli, М. Mascini. New trends in affinity sensing: aptamers for ligand binding // Trends in analytical chemistry. -2003.-V.22(l 1).-P.810.

147. A. Bini, M. Minunni, S. Tombelli, S. Centi, M. Mascini. Analytical performances of aptamer-based sensing for thrombin detection // Analytical chemistry. -2007.-V.79(7).-P.3016.

148. J.W. Goding. Use of staphylococcal protein a as an immunological reagent//Journal of Immunological Methods. -1978.-V.20.-P.241.

149. I. Bjork, B.-A. Petersson, J. Sjoquist. Some physicochemical proprieties of protein A from Staphylococcus aureus II Eur. J. Biochem. -1972.-V.29.-P.579.

150. A. Morrin, A.J. Killard, M.R. Smyth. Electrochemical characterization of commercial and home-made screen-printed carbon electrodes // Analytical letters. -2003.-V.36(9).-P.2021.

151. M. Trojanowicz, A. Mulchandani, M. Mascini. Carbon nanotubes-modified screen-printed electrodes for chemical sensors and biosensors // Analytical letters. -2004.-V.37(15).-P.3185.

152. J. Wang, M. Musameh. Carbon nanotube screen-printed electrochemical sensors // Analyst. -2004.-V.129(1 ).-P. 1-2.

153. M. Trojanowicz. Application of conducting polymers in chemical analysis // Microchimica acta. -2003.-V.143.-P.75.

154. E.M. Genies, A. Boyle, M. Lapkowski, C. Tsintavis. Polyaniline: a historical survey // Synthetic metals. -1990.-V.36.-P.139-182.

155. E.M. Genies, M. Lapkowski, J.F. Penneau. Cyclic voltammetry of polyaniline: Interpretation of the middle peak // J. Electroanal. Chem. -1988.-V.249.-P.97.

156. G. Zotti, S. Cattarin, C. Comisso. Cyclic potential sweep electropolymerization of aniline. The role of anions in the polymerization mechanism // Journal of Elecrroanalytical Chemistry. -1988.-V.239.-P.387.

157. Y. Wei, Y.Sun, X. Tang. Autoacceleration and kinetics of electrochemical polymerization of aniline // The journal of physical chemistry. -1989.-V.93.-P.4878.

158. W.W. Focke, G.E. Wnek, Y. Wei. Influence of oxidation-state, pH, and counterion on the conductivity of polyaniline // Journal of physical chemistry. -1987.-V.91(22).-P.5831.

159. I. Willner, E. Katz. Integration of layered redox proteins and conductive supports for bioelectronic applications // Angewandte chemie-international edition. -2000.-V.39(7).1. P.1180.