Биосенсоры на основе модифицированных печатных электродов для контроля биотехнологических процессов и экологического мониторинга тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 03.01.06, кандидат наук Каманин, Станислав Сергеевич

• Каманин, Станислав Сергеевич
• кандидат наук
• 2015

Оглавление диссертации кандидат наук Каманин, Станислав Сергеевич

Содержание

Биосенсоры на основе модифицированных печатных электродов для контроля биотехнологических процессов и экологического мониторинга

Содержание

Список сокращений

Введение

Цель работы

Научная новизна

Практическая значимость

Апробация работы и публикации

1 Литературный обзор

1.1 Медиаторные биосенсоры. Медиаторы электронного транспорта

1.1.1 Свойства Берлинской лазури. Биосенсоры на основе Берлинской лазури

1.1.2 Химические, физические и электрохимические свойства ферроцена и его производных

1Л .3 Использование медиаторов фенотиазинового ряда в биосенсорах

1.1.4 Нейтральный красный как медиатор электронного транспорта в биосснсорике

1.1.5 Иммобилизация биологического компонента биосенсора в массу носителя

1.2 Использование печатных электродов в биосенсорах

1.2.1 Конфигурация печатных электродов, используемых в биосенсорике

1.2.2 Определение глюкозы с помощью печатных биосенсоров

1.2.3 Анализ этанола с помощью ферментных биосенсоров на основе печатных электродов

1.2.4 Использование биосенсоров на основе печатных электродов для определения содержания лактата

1.2.5 Биосенсоры на основе печатных электродов для определения

содержания крахмала

2

1.3 Использование микроорганизмов в конструкции биосенсоров

1.3.1 Бактерии аисопоЬаМег охуйат

1.4 Заключение

2 Экспериментальная часть

2.1 Проведение биосенсорных измерений с использованием печатных электродов

2.2 Биосенсорные измерения с использованием кислородных электродов

2.3 Ферментные препараты

2.4 Иммобилизация фермента с использованием полимерной мембраны ЫаГюп-117

2.5 Иммобилизация фермента с использованием поливинилового спирта (ПВС), модифицированного Ы-винилпирролидоном

2.6 Иммобилизация фермента включением в агаровый гель

2.7 Иммобилизация фермента в гибридную композицию кремнийорганический золъ-гель/ПВС

2.8 Иммобилизация фермента в золь-гель матрицу ТЭОС и метилтриэтоксисилана (МТЭОС)

2.9 Иммобилизация ферментов в гель поперечно-сшитого бычьего сывороточного альбумина

2.10 Культивирование клеток СЫсопоЪаШг охуйапв

2.11 Модификация печатных электродов бактериями С. охуйат

2.12 Формирование рецепторного элемента биосенсора на основе кислородного электрода

2.13 Сканирующая электронная микроскопия (СЭМ)

2.14 Определение содержания глюкозы и крахмала методом высокоэффективной жидкостной хроматографии

2.15 Определение содержания этанола методом газовой хроматографии

2.16 Определение содержания лактата методом капиллярного электрофореза

2.17 Определение БПК5 стандартным методом разбавления

3

2.18 Модельный процесс брожения и получение сброженной массы

2.19 Модификация белка ферроценальдегидом

3 Обсуждение результатов

3.1 Выбор способа обработки аналитического сигнала

3.2 Выбор методов иммобилизации биологического материала

3.3 Биосенсоры на основе печатных электродов, содержащих БЛ и модифицированных ферментами

3.3.1 Выбор значения рН буферного раствора для проведения измерений с использованием биосенсоров на основе ферментных печатных электродов

3.3.2 Градуировочные зависимости биосенсоров на основе печатных электродов, содержащих БЛ и модифицированных ферментами

3.3.3 Чувствительность и нижняя граница определяемых концентраций

3.3.4 Стабильность разработанных ферментных электродов

3.3.5 Основные характеристики биосенсоров на основе печатных электродов, содержащих БЛ и модифицированных ферментами

3.3.6 Апробация ферментных печатных электродов

3.4 Выбор микроорганизмов для использования в качестве рецепторных элементов биосенсоров, способных к определению уровня БПК

3.5 Биосенсоры на основе печатных электродов, модифицированных целыми клетками бактерий СЫсопоЬаМег охус1ат

3.5.1 Выбор медиатора электронного транспорта

3.5.2 Операционная стабильность печатных электродов, модифицированных бактериями С. охус1ат

3.5.3 Селективность биосенсора на основе печатных электродов, модифицированных клетками & охуАат

3.5.4 Градуировочная зависимость и основные характеристики печатных электродов на основе бактерий С. охуйат

3.5.5 Определение уровня БПК с помощью печатного электрода, модифицированного бактериями С. охус1а№ и ферроценом

3.5.6 Оценка воспроизводимости метода

3.5.7 Биосенсоры на основе печатных электродов, в которых бактерии

С. охуйат иммобилизованы в проводящий белковый гидрогель

3.5.8 Апробация биосенсора на основе печатного электрода, модифицированного целыми клетками

3.6 Заключение

Выводы

Список литературы

Список сокращений

Бс - ферроцен

Р<ЗС) - пирролохинолинхинон

АДГ - алкогольдегидрогеназа

Ам - у-амилаза

АО - алкогольоксидаза

БЛ - Берлинская лазурь

БПК - биологическое потребление кислорода

БСА - бычий сывороточный альбумин

ВКМ - Всероссийская коллекция микроорганизмов

ВЭЖХ - высокоэффективная жидкостная хроматография

ГА - глутаровый альдегид

ГО - глюкозооксидаза

ГПЭ - графитовый печатный электрод

ГХ - газожидкостная хроматография

ДГ - дегидрогеназа

ДМФА - димегилформамид

КФ - классификация ферментов

КЭ - капиллярный электрофорез

ЛО - лактатоксидаза

МС - метиленовый синий

НАД-Н - никотинамидадениндинуклеотид

НАДФ - никотинамидадениндинуклеотидфосфат

НК - нейтральный красный

ПВС - поливиниловый спирт

ПВХ - поливинилхлорид

СЭМ - сканирующая электронная микроскопия

ТН - тионин

ТТФ - тетратиафульвален

ТЭОС - теграэтоксисилан

ФТМА - 11-(ферроценил)-ундецилтриметиламмонийбромид

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Биосенсоры на основе модифицированных печатных электродов для контроля биотехнологических процессов и экологического мониторинга»

Введение

Разнообразие инструментальных методов анализа привело к значительной конкуренции среди них. В результате у каждого метода появилась своя ниша на рынке лабораторного оборудования, которая ограничивает целесообразность применения конкретного аналитического метода для определения содержания веществ различных классов в смесях различной сложности. Это привело к тому, что производственные лаборатории, контролирующие на предприятии процесс производства нескольких продуктов одной категории, должны иметь значительное количество аналитического оборудования, не только основанного на различных аналитических методах, но и предъявляющих различные требования к пробоподготовке объекта исследования и квалификации сотрудников [1]. Возьмем для примера контроль протекания такого распространенного и играющего немалую роль в жизни человека процесса, как брожение. Брожение — это ферментативное расщепление органических веществ; данный процесс был освоен человеком еще в глубокой древности, и сейчас мы ежедневно пользуемся продуктами этого процесса, среди которых кисломолочные продукты, хлебобулочные изделия, уксус, алкогольная продукция. Если рассматривать спиртовое брожение, то упрощенно его можно свести к следующей схеме: крахмалсодержащее сырье расщепляется до низкомолекулярных углеводов, служащих субстратом для микроорганизмов, которые, метаболизируя субстрат, выделяют этанол [2]. В случае молочнокислого брожения идет процесс окисления лактозы до молочной кислоты. Для всех этих веществ, прису тствующих в процессе брожения одновременно в одной смеси, имеются нормативно-закрепленные методы определения. Так, содержание крахмала определяют поляриметрическим методом, для определения содержания молочной кислоты используется спектрофотометрический метод, для определения этанола используется газовая хроматография, а для моносахаридов (глюкоза и лактоза) определяют их общее содержание без разделения на индивидуальные вещества методом йодометрического титрования или поляриметрией. Таким образом, для контроля качества сырья, продуктов и мониторинга самого процесса брожения производственная лаборатория должна пользоваться практически всеми доступными методами инструментального анализа. Однако изменить сложившуюся ситуацию могут сравнительно недавно начавшие активно разрабатываться биологические методы анализа, а также связанные с ними комбинированные методы анализа — биохимические и биофизические. К ним относится анализ с использованием биосенсоров, в котором

доступность физико-химического преобразователя сигнала сочетается с селективностью биологического компонента [3].

В качестве биологического материала в конструкции биосенсоров чаще всего используются ферменты, которые, несмотря на свою немалую стоимость, обладают высокой специфичностью и катализируют реакции при комнатной температуре. К снижению итоговой стоимости и повышению чувствительности биосенсоров ведет новая тенденция в области биосенсорики, наблюдающаяся в последние десятилетия -миниатюризация датчиков, входящих в состав биосенсора. Немалый вклад в это внесла технология трафаретной печати, заимствованная из микроэлектронной промышленности и позволяющая производить в больших количествах миниатюрные печатные электроды, которые являются преобразователями сигнала, поступающего от биологического компонента [4]. Адаптация технологии трафаретной печати к нуждам биосенсорного анализа дала возможность печатания биологического компонента и вспомогательных компонентов па поверхности электрода прямо в процессе его производства, что позволило создавать недорогие одноразовые датчики, показывающие воспроизводимые результаты в процессе анализа [5]. Модифицируя такие печатные электроды ферментами, обладающими нужной специфичностью, можно определять содержание различных компонентов в смеси с использованием одного и того же аналитического оборудования, лишь подбирая модифицированные печатные электроды, селективные по отношению к выбранным соединениям [6]. То есть, возвращаясь к определению содержания компонентов бродильной массы можно сказать, что при использовании биосенсоров отпадает необходимость использования многочисленного аналитического оборудования. Для определения содержания веществ, относящихся к различным классам, достаточно наличие потенциостата, интегрированного с персональным компьютером, и набора печатных электродов, модифицированных ферментами, селективными по отношению к нужным веществам [7]. Таким образом, биосенсоры на основе модифицированных печатных электродов могут служить основой для разработки унифицированного метода определения содержания различных классов веществ, как в бинарных растворах, так и в сложных смесях. Важной особенностью печатных электродов, которые в данном исследовании модифицировали ферментами, является то, что они содержат в составе рабочего электрода Берлинскую лазурь. Этот компонент радикальным образом изменяет параметры печатного электрода - приводит к резкому снижению рабочего потенциала (измерения проводятся при потенциале О В по отношению к хлоридсеребряному электроду сравнения), что значительно повышает его селективность и позволяет с высокой чувствительностью определять концентрацию

8

пероксида водорода [8]. Этим, фактически, и определялся класс ферментов - оксидазы -которые могли бы быть эффективно использованы в сочетании с данным типом преобразователя. Несмотря на значительное количество работ, вышедших ранее и представлявших данные по полученным параметрам биосенсоров на основе ферментов и печатных электродов с Берлинской лазурью, нам незнакомы публикации, в которых производилась бы сравнительная оценка характеристик электродов, полученных, условно говоря, "одномоментно и в одной лаборатории". С учетом сказанного и была запланирована настоящая работа, направленная на сравнительный анализ печатных электродов с Берлинской лазурью и модифицированных ферментами, а также печатных электродов без Берлинской лазури, модифицированных микробными клетками. Измеряемым параметром являлась концентрация крахмала, глюкозы, лактата, этилового спирта и БПК (биохимическое потребление кислорода) - т. е. субстратов и продукта, имеющего отношения к бродильному производству этилового спирта, но по сути дела имеющих более широкий спектр интереса и применения.

Цель работы

Выявление закономерностей функционирования печатных электродов, модифицированных ферментами и клетками микроорганизмов, как основы при разработке биосенсоров для селективного определения содержания крахмала, глюкозы, лактата, этанола и интегрального показателя присутствия легкоутилизируемых веществ. В рамках указанной цели решались следующие задачи:

• Разработка биосенсоров на основе печатных электродов, покрытых Берлинской лазурью и модифицированных глюкозооксидазой, у-амилазой, лактатоксидазой и алкогольоксидазой и их характеристика.

• Изучение влияния медиаторов электронного транспорта на кинетические особенности процесса переноса электронов в системе «этанол -иммобилизованные уксуснокислые бактерии С1исопоЬас1ег охуйат• - медиатор электронного транспорта - графитовый печатный электрод».

• Разработка биосенсора на основе микробных медиаторных электродов для определения биохимического потребления кислорода.

• Апробация разработанных биосенсоров на основе ферментов и целых клеток на образцах биотехнологического сырья, бродильных и ферментационных сред.

Научная новизна

Исследованы особенности механизма генерации сигналов биосенсоров, связанные с использованием метода иммобилизации в гидрогель поперечно-сшитого бычьего сывороточного альбумина (БСА) и медиаторов электронного транспорта. Так, впервые определены индексы эффективности медиаторов электронного транспорта ферроценового и феназинового ряда в биоэлектрохимических системах на основе целых клеток бактерий С1исопоЬас(ег охуйат, иммобилизованных в гидрогель БСА, и графитовых печатных электродов.

Впервые показано, что механизм переноса электронов в рассматриваемой системе с медиаторами электронного транспорта ферроценового ряда сохраняется при изменении типа иммобилизации и подчиняется модели «пинг-понг», предложенной для описания двухсубстратной ферментативной реакции.

Впервые для иммобилизации биологического материала предложено использовать белковый гидрогель на основе модифицированного ферроценальдегидом БСА, который обеспечивает перенос электронов от ферментов и ферментных систем бактерий на электрод.

Практическая значимость

По результатам работы подана заявка № 2014150683 от 16.12.2014 на полезную модель «Устройство для определения содержания компонентов бродильных и ферментационных сред».

Работа вносит практический вклад в создание высокоэффективных и надежно работающих аналитических систем на основе амперометрических биосенсоров, содержащих в качестве преобразователя печатные электроды с Берлинской лазурью. Разработан и апробирован набор биосенсоров на основе модифицированных печатных электродов для экспресс-определения компонентов ферментационных сред (крахмал, глюкоза, лактат, этиловый спирт) и экологического мониторинга (оценка индекса БПК), которые могут служить основой универсального аналитического метода для определения содержания веществ различных классов в смеси с минимальной пробоподготовкой.

Биосенсоры на основе печатных электродов в настоящее время широко используются только для анализа глюкозы в крови и являются одноразовыми. Результаты, полученные в работе, позволят расширить возможности применения многоразовых печатных электродов и дают толчок к развитию современной аналитической биотехнологии.

Необходимо отметить, что анализаторы, подобные биосенсорам на основе печатных электродов, модифицированных целыми клетками, для контроля биотехнологических процессов и экологического мониторинга, в настоящее время промышленно не выпускаются. Результаты данной работы могут использоваться для создания многоканальной биосенсорной установки для одновременного определения содержания компонентов в смеси. Использование такой установки для контроля качества продукции позволит значительно ускорить процедуру анализа и повысить эффективность и экономическую отдачу производства.

Апробация работы и публикации

Результаты работы докладывались па VII Московском международном конгрессе «Биотехнология: состояние и перспективы развития» (Москва, 19-22 марта 2013 г.) (.медаль конкурса); Всероссийских конференциях с элементами научной школы для молодежи «Экотоксикология» (Тула, 2011, 2012, 2013 гг. (диплом победителя конкурса)); 16-й и 17-й международной Пущинской школе-конференции молодых ученых «Биология - наука XXI века» (Пущино, 2012, 2013 гг. {диплом победителя конкурса)); международной конференции «Биология - наука XXI века» (Москва, 24 мая,

2012 г); I Конгрессе молодых ученых (Санкт-Петербург, 10-13 апреля 2012 г.); II Международной научно-практической конференции «Биотехнология — перспективы развития» (Уфа 12-13 ноября 2012 г.). По теме диссертации опубликовано 5 статей в изданиях, рекомендованных ВАК, 18 сообщений в тезисной форме и в виде материалов конференций.

Работа выполнялась при поддержке ФЦП «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014-2020 годы», соглашение № 14.574.21.0062, гранта Президента Российской Федерации для государственной поддержки молодых российских ученых - кандидатов наук, договор № 14.Z56.14.330-MK. Автор работы является победителем конкурса Программы «Участник молодежного научно-инновационного конкурса», реализуемой Фондом содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере в

2013 г. (г. Тула), договор № 2095ГУ1/2014.

1 Литературный обзор

I. I Медиаторные биосенсоры. Медиаторы электронного транспорта

Благодаря созданию амперометрических электродов, основанных на прямом переносе электронов в реакциях, катализируемых оксидоредуктазами, появилась возможность избавиться от нежелательного влияния условий окружающей среды на результаты анализа [9].

Во втором поколении биосенсоров для передачи электронов из активного центра фермента на электрод стали использовать искусственные акцепторы электронов, способные к обратимому окислению/восстановлению. Эти молекулы — искусственные доноры или акцепторы электрона (для окисленных и восстановленных форм фермента соответственно) обычно называют медиаторами электронного транспорта. Под медиатором понимается низкомолекулярная окислительно-восстановительная пара, которая переносит электроны от активного центра фермента к поверхности индикаторного электрода. Медиатор может быть иммобилизован совместно с биоматериалом, либо возможно применение водорастворимого медиатора, раствор которого добавляется в ячейку во время анализа. Фермент вступает в окислительно-восстановительную (редокс) реакцию с субстратом и после восстановления субстратом окисляется медиатором, а не кислородом. Медиатор, в свою очередь, окисляется на электроде.

Использование медиаторов даёт ряд важных преимуществ:

• При условии, что медиатор в восстановленной форме не реагирует с кислородом, результаты измерений становятся практически независимыми от парциального давления кислорода в среде. Тем самым устраняется проблема, характерная для кислородзависимых биосенсоров, у которых колебания давления кислорода влияют на сигнал электрода.

• Сенсоры, содержащие медиаторы, позволяют получать большие величины токов откликов. (Так, если при измерениях с кислородным электродом токи лежат в наноамперном диапазоне, то при использовании медиаторов - в микроамперном).

• Использование медиаторов позволяет повышать селективность анализа за счет снижения потенциала электрода, который зависит в этом случае только от редокс-нотенциала медиаторной пары.

• Если в процессе окисления восстановленного медиатора не участвуют протоны, то медиаторный электрод может быть относительно нечувствителен к изменениям рН среды измерения [10].

Для использования на практике медиаторы должны отвечать следующим требованиям: обратимо окисляться и восстанавливаться на электроде; быстро реагировать с восстановленным ферментом; легко подвергаться иммобилизации; должен быть нетоксичным и химически устойчивым как при хранении, так и при использовании [3].

1.1.1 Свойства Берлинской лазури. Биосенсоры на основе Берлинской лазури

Берлинская лазурь (другие названия: железная лазурь, парижская лазурь, прусская лазурь, гамбургская синь, турнбулева синь, прусский синий, нейблау, милори) использовалась как краситель еще с XVIII века и представляет собой смесь гексациапоферратов железа от КБе[Ре(СЫ)б] до Ре4[Бе(СЫ)б]з. В течение последнего десятилетия электрокаталитическое восстановление пероксида водорода Берлинской лазурью (БЛ) привлекает все больше внимания в связи с возможностью применения данного процесса в биосенсорике. Первая работа, в которой сообщается об успешном нанесении пленки БЛ на поверхность платиновой фольги и изучении электрохимических свойств полученного электрода датируется 1978 годом [11]. Некоторое время спустя электроды, модифицированные БЛ, начали активно изучать, во многом благодаря их интересным спектральным свойствам, которые были бы полезны при создании электрохромных систем [12-16]. В то же время была продемонстрирована способность пленок БЛ к электрокаталитическому катодному восстановлению кислорода и пероксида водорода в диапазоне потенциалов, при котором БЛ находится в восстановленной форме, и анодному окислению пероксида при потенциалах, соответствующих окисленной форме БЛ [17]. Впервые это ценное свойство пленок БЛ было применено А. А. Карякиным для амперометрического определения содержания пероксида водорода и. в дальнейшем, при создании биосенсора [18, 19].

Главным преимуществом электродов, модифицированных БЛ, перед платиновыми электродами, традиционно использующимися для обнаружения пероксида водорода, является низкий рабочий потенциал (около О В относительно Лg/AgCl электрода сравнения в слабокислых растворах против 0,6-0,7 В, необходимых платиновому электроду), т. к. в отличие от платиновых, электроды, модифицированные БЛ, выступают в роли катода. В результате практически все примеси, обычно присутствующие в биологическом материале - аскорбат, урат, парацетамол — не оказывают влияния на работу электрода, что положительно сказывается на его селективности. Начиная с этого момента [18, 19] в печати начали появляться работы, посвященные использованию БЛ в биосенсорике. Электроды, покрытые пленками БЛ,

модифицировали ферментами класса оксидоредуктаз: глюкозо- [20], алкоголь- [21], лактат- [22], глутамат- [23], холин- [24], лизиноксидазой [25], получая большое количество биосенсоров для обнаружения соответствующих соединений. Кроме того, были предложены различные конфигурации электродов, включая иммобилизацию фермента над слоем БЛ, или включение его в слои перфторсульфоната, полианилина, полипиррола, поли(о-фенилендиамина), или использование пастовых электродов. Уровень прогресса в данной области был детально рассмотрен различными авторами [23, 26], были предложены новые конфигурации электродов для применения в электроанализе [27-30].

Исследования, посвященные использованию БЛ в составе пероксидных сенсоров, позволили выявить недостатки этого электрокатализатора. Главным недостатком БЛ является постепенное разрушение пленки при проведении измерений в растворах с нейтральным рН. БЛ нестабильна в щелочных растворах, т. к. гидроксил-анионы, образующиеся в результате восстановления пероксида водорода, способствуют разрушению пленки и снижению электрокаталитической активности. Проведенные ранее исследования кинетики разрушения пленок БЛ в результате электровосстановления пероксида показали, что скорость данного процесса зависит от концентрации пероксида и рН раствора [31, 32].

На циклических вольтамперогараммах в растворе с рН 5,5 стеклоуглеродный электрод, модифицированный БЛ, даст хорошо различимую пару катодного и анодного пиков, характеризующуюся срединным потенциалом 0,19 В и разделением пиков в 0,06 В. Данные пики соответствуют обратимому процессу взаимопревращения окисленной и восстановленной форм БЛ, который может быть выражен суммарным уравнением (1).

Ре':^е" (СМ)6]3 + 4е- + 41Г о К^е"[ Д*" (СЛ^Ц (1}

В присутствии пероксида водорода сохраняется катодный пик при потенциале 0,16 В, который соостветствует электрокаталитическому восстановлению пероксида водорода с участием БЛ, которое описывается уравнением (2).

К^еЦРе'^СМХЪ + 1Н202 Ре?(СЫ)6]3 +4/Г +4ОН~

В результате восстановление пероксида водорода происходит по уравнению (3)

[33].

Н202 + 2е~ 20Н~

Окисленная форма БЛ проявляет каталитическую активность для окисления пероксида водорода. Каталитический эффект БЛ объясняется специфической

структурой: цеолитная природа БЛ с кубической решеткой 10,2 А и диаметром канала приблизительно 3,2 А позволяет диффундировать молекулам с небольшой молекулярной массой (таким как О2 или Н2О2) через кристалл.

1.1.2 Химические, физические и электрохимические свойства ферроцена и его производных

Ферроцен (1]5-бис(циклопентадиенил)железо) и его производные являются одними из лучших медиаторных соединений.

Ферроцен (Бс) представляет атом железа, зажатый двумя циклопентадиениловыми кольцами (4).

Окислительно-восстановительная система ферроцен - катион ферроцения является одной из наиболее высокоообратимых в гомогенных условиях. Скорость электронного обмена между окисленной и восстановленной формами в этой системе очень высока и значительно превышает скорость электронного обмена в таких системах, как, например, [Fe11I(CN)6]3"/[FeII(CN)6]4". Это означает, что при переходе от восстановленной к окисленной форме не должно происходить никаких изменений координационных сфер и геометрии комплекса [34].

Известно, что электрохимические свойства (в частности окислительно-восстановительный потенциал) производных ферроцена можно изменять в желательном направлении, вводя заместители различных типов в циклопентадиенильные кольца. Исследование электрохимических свойств ферроцена и его производных показало, что в зависимости от природы заместителей и их положений редокс-потенциал изученных веществ составляет от 150 до 600 мВ [35].

При введении различных заместителей меняется растворимость производных ферроцена, которую необходимо учитывать при разработке биосенсора. Так, 1,1'-диметилферроцен нерастворим в воде, а ферроценмонокарбоновая кислота довольно хорошо в ней растворяется. Растворимые производные ферроцена, такие как ферроценмонокарбоновая кислота Fc(COOII) и ферроцендикарбоновая Fc(COOH)2 легко десорбируются с поверхности электрода, что связано с более высокой растворимостью этих соединений в водных растворах. В связи с этим, в качестве

медиатора в основном используют ферроцен и 1,Г-диметилферроцен, которые прочно удерживаются на поверхности графита[36].

Первый успешно работающий биосенсор на основе ферроцена содержал нерастворимое производное ферроцена и глюкозооксидазу [37]. Проще говоря, 1,1 -диметилферроцен внедрили в графитовый электрод, на котором химически иммобилизовали глюкозооксидазу. В этой конфигурации электрохимически генеририруемый ферроцений-ион действует как окислитель восстановленной глюкозооксидазы. Образовавшиеся при этом восстановленная форма ферроцена реокисляется на поверхности электрода.

Такой сенсор имеет следующие преимущества:

• Ферроцений - ионы генерируются при довольно низком потенциале (220 мВ относительно хлоридсеребряного электрода сравнения), что позволяет свести к минимуму побочные реакции.

• Восстановленный ферроцен не реагирует с кислородом, и поэтому сенсор не чувствителен к последнему.

• Реакция с переносом электрона между ферроцений-ионом и восстановленным ферментом протекает быстро, соответственно, время отклика электрода невелико.

• Вследствие низкой растворимости медиатор физически закреплен на поверхности электрода, что позволяет не вводить его предварительно в анализируемый раствор.

• Поскольку и сам фермент иммобилизован на поверхности преобразователя, сенсор можно использовать многократно.

В работе [38] производные ферроцена использовали в качестве медиаторов электронного транспорта для ферментных биосенсоров на основе Р(^С)-зависимой альдоздегидрогеназы (КФ 1.1.99.17), иммобилизованной на угольно-пастовых электродах. Исследования показали, что все использованные производные ферроцена работают в качестве медиаторов электронного транспорта при различных потенциалах, а медиаторные свойства зависят от характера заместителя в пентадиенильном кольце. Наибольшие ответы генерировали биосенсоры, модифицированные алкилферроценами. При использовании в качестве медиаторов производных ферроцена, содержащих карбонильные группы, значительно снижалась эффективность

биоэлектрокаталитического окисления глюкозы.

1.1.3 Использование медиаторов фенотиазинового ряда в биосенсорах

Вещества, относящиеся к данной группе (рисунок 1) обладают бактерицидным и фотосенсибилизирующим действием. Все фенотиазины участвуют в обратимых электрохимических реакциях, сопряженных с процессами переноса иона водорода и с другими необратимыми стадиями более глубокого окисления.

С1 ПГГГ*

сн3 сн3 ¿Из сн3 а"

Метапеновый синий Мстиленовый зеленый

(113 с>2к х М Н2"

Толуидиновый синий Тионин

Рисунок 1 - Медиаторы фенотиазинового ряда

Фенотиазиновые красители в водной среде окисляются на электроде с переносом двух электронов и одного протона и образованием хиноидной структуры по уравнению (5).

-2е, -Нт

(5)

тз С Из

Наиболее изучено электрохимическое поведение метиленового синего (МС). Он применяется в качестве редокс-индикатора, т. к. его формальный потенциал составляет от 80 до -250 мВ относительно насыщенного каломельного электрода в диапазоне рН от 2 до 8. Его редокс-потенциал близок к потенциалу большинства биологических молекул. В случае протекания электродной реакции в нейтральной или слабощелочной среде катодный пик меньше по величине и более устойчив по потенциалу, чем анодный пик, который носит ярко выраженный сорбционный характер. Электрохимическая система на основе графитового электрода и данного красителя представляет большой интерес для разработки биосенсоров [39]. Тем не менее, применение МС имеет свои границы. Он обладает низкой молекулярной массой и хорошо растворим в воде, поэтому может легко вымываться с электрода, что ставит под вопрос целесообразность его иммобилизации, однако попытки иммобилизовать МС все же предпринимаются. Так, в работе [40] сообщается о создании глюкозного биосенсора на основе глюкозооксидазы и МС, иммобилизованных интеркаляцией в полупроводниковые слои КЬаЫЬгО?. Биосенсор характеризовался диапазоном определяемых концентраций глюкозы 2,5-10~5-2,83-10~3 М и пределом обнаружения 2,0-Ю-5 М. Интеркаляцию для закрепления МС на электроде

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Каманин, Станислав Сергеевич, 2015 год

Список литературы

1. Методы технохимичеекого контроля в виноделии. / ред. В. Г. Гержикова. — 2 изд. —

Симферополь: Таврида, 2009. - 304 с.

2. Технология бродильных производств. / Ковалевский К. А. - Киев: Фирма "ИНКОС",

2004. - 340 с.

3. Биосенсоры. Принципы функционирования и практическое применение. /Понаморева

О. П., Решетилов А. Н., Алферов В. А. — Тула: Издательство Тульского государственного университета, 2007. — 255 с.

4. Domíngucz-Renedo О., Alonso-Lomillo М. A., Arcos-Martínez М. J. Recent developments

in the field of screen-printed electrodcs and their related applications // Talanta. - 2007. -V. 73,1. 2.-P. 202-219.

5. Wang J. Decentralized electrochemical monitoring of trace metals: from disposable strips to

remote electrodcs. Plenary lecture // Analyst. - 1994. - V. 119,1. 5. - P. 763-766.

6. Bäcker M., Rakowski D., Poghossian A., Biselli M., Wagner P., Schöning M. J. Chip-based

amperometric enzyme sensor system for monitoring of bioprocesses by flow-injection analysis//Journal of Biotechnology. - 2013. - V. 163,1. 4.-P. 371-376.

7. Monosík R-, Magdolen P., Stred'ansky M., Sturdík E. Monitoring of monosaccharides,

oligosaccharides, ethanol and glycerol during wort fermentation by biosensors, HPLC and spectrophotometry//Food Chemistry. - 2013. - V. 138,1. 1.-P. 220-226.

8. Karyakin A. A., Karyakina E. E. Prussian Blue-based "artificial peroxidase' as a transducer

lor hydrogen peroxide detection. Application to biosensors // Sensors and Actuators B: Chemical. - 1999,-V. 57, I. 1-3.-P. 268-273.

9. Kalcher K., Kauffmann J. M., Wang J., Svancara I., Vytras K., Neuhold C., Yang Z. Sensors

based on carbon paste in electrochemical analysis: A review with particular emphasis on the period 1990-1993 //Electroanalysis. - 1995. - V. 7,1. 1. - P. 5-22.

10. Биосенсоры. Основы и приложения. / ред. Э. Тернер, И. Карубе, Дж. Уилсон. — Москва: Мир, 1992. - 615 с.

11. Neff V. D. Electrochemical Oxidation and Reduction of Thin Films of Prussian Blue // Journal of The Electrochemical Society. - 1978. - V. 125,1. 6. - P. 886-887.

12. Ellis D., Eckhoff M., Neff V. D. Electrochromism in the mixed-valence hexacyanides. 1. Voltammetric and spectral studies of the oxidation and reduction of thin films of Prussian blue //The Journal of Physical Chemistry. - 1981.-V. 85,1. 9. - P. 1225-1231.

13. Rajan K. P., Ncff V. D. Electrochromism in the mixed-valence hexacyanides. 2. Kinetics of the reduction of ruthenium purple and Prussian blue // The Journal of Physical Chemistry. - 1982. - V. 86,1. 22. - P. 4361-4368.

14. Itaya K., Akahoshi H., Toshima S. Electrochemistry of Prussian Blue Modified Electrodes: An Electrochemical Preparation Method // Journal of The Electrochemical Society. - 1982. -V. 129,1. 7.-P. 1498-1500.

15. Itaya K., Ataka T., Toshima S. Spectroelectrochemistry and electrochemical preparation method of Prussian blue modified electrodes // Journal of the American Chemical Society. - 1982. - V. 104,1. 18.-P. 4767-4772.

16. Itaya K., Uchida I., Neff V. D. Electrochemistry of polynuclear transition metal cyanides: Prussian blue and its analogues // Accounts of Chemical Research. - 1986. - V. 19, I. 6. -P. 162-168.

17. Itaya K., Shoji N., Uchida I. Catalysis of the reduction of molecular oxygen to water at Prussian blue modified electrodes // Journal of the American Chemical Society. - 1984. — V. 106, I. 12.-P. 3423-3429.

18. Karyakin A. A., Gitelmacher O. V., Karyakina E. E. A High-Sensitive Glucose Amperometric Biosensor Based on Prussian Blue Modified Electrodes // Analytical Letters. - 1994. - V. 27,1. 15. - P. 2861 -2869.

19. Karyakin A. A., Gitelmacher O. V., Karyakina E. E. Prussian Blue-Based First-Generation Biosensor. A Sensitive Amperometric Electrode for Glucose // Analytical Chemistry. — 1995.-V. 67,1. 14.-P. 2419-2423.

20. Liang R., Jiang J., Qiu J. An Amperometric Glucose Biosensor Based on Titania Sol-gel/Prussian Blue Composite Film // Analytical Sciences. - 2008. - V. 24. - P. 1425-1430.

21. Rama E. C., Biscay J., González García M. B., Reviejo A. J., Pingarrón Carrazón J. M., Costa Garcia A. Comparative study of different alcohol sensors based on Screen-Printed Carbon Electrodes // Analytica Chimica Acta. - 2012. - V. 728. - P. 69-76.

22. Denise L., Mauro B. A Biosensor based on Immobilization of Lactate Oxidase in a PB-CTAB Film for FIA Determination of Lactate in Beer Samples // Journal of the Brazilian Cemical Society. - 2008. - V. 19,1. 4. - P. 637-642.

23. Karyakin A. A., Karyakina E. E. Electroanalytical applications of Prussian Blue and its analogs // Russian Chemical Bulletin. - 2001. - V. 50,1. 10. - P. 1811 -1817.

24. Ricci F., Amine A., Palleschi G., Moscone D. Prussian Blue based screen printed biosensors

with improved characteristics of long-term lifetime and pH stability // Biosensors and Bioelectronics. - 2003. — V. 18, I. 2-3.-P. 165-174.

25. Ricci F., Amine A., Tuta C. S., Ciucu A. A., Lucarelli F., Palleschi G., Moscone D. Prussian

Blue and enzyme bulk-modified screen-printed electrodes for hydrogen peroxide and glucose determination with improved storage and operational stability// Analytica Chimica Acta.-2003.-V. 485,1. l.-P. 111-120.

26. Ricci F., Moscone D., Tuta C. S., Palleschi G., Amine A., Poscia A., Valgimigli F., Messeri D. Novel planar glucose biosensors for continuous monitoring use // Biosensors and Bioelectronics. - 2005. - V. 20,1. 10. - P. 1993-2000.

27. Pandey P. C., Singh B. Library of electrocatalytic sites in nano-structured domains: Electrocatalysis of hydrogen peroxide // Biosensors and Bioelectronics. — 2008. — V. 24,1. 4.-P. 842-848.

28. Shan Y., Yang G., Gong J., Zhang X., Zhu L., Qu L. Prussian blue nanoparticles potentiostatically electrodeposited on indium tin oxide/chitosan nanofibers electrode and their electrocatalysis towards hydrogen peroxide // Electrochimica Acta. - 2008. - V. 53,

1. 26.-P. 7751-7755.

29. Jia F., Yu C., Gong J., Zhang L. Deposition of Prussian blue on nanoporous gold film electrode and its electrocatalytic reduction of H2O2 // Journal of Solid State Electrochemistry. - 2008. - V. 12, I. 12.-P. 1567-1571.

30. Adhourn N., Monser L. Electrochemical sensor for hydroperoxides determination based on Prussian blue film modified electrode // Sensors and Actuators B: Chemical. - 2008. - V. 133,1. 2.-P. 588-592.

31. Malinauskas A., Araminaite R., Mickeviciute G., Garjonyty R. Evaluation of operational stability of Prussian blue- and cobalt hexacyanoferrate-based amperometric hydrogen peroxide sensors for biosensing application // Materials Science and Engineering: C. -2004.-V. 24,1.4.-P. 513-519.

32. Araminaite R., Garjonyte R., Malinauskas A. Kinetic study of the decomposition of Prussian Blue electrocatalytic layer during cathodic reduction of hydrogen peroxide // Central European Journal of Chemistry. - 2008. - V. 6,1. 2. -P. 175-179.

33. Karyakin A. A., Karyakina E. E., Gorton L. On the mechanism of II2O2 reduction at Prussian Blue modified electrodes // Electrochemistry Communications. — 1999. — V. 1,1.

2.-P. 78-82.

34. Перевалова Э. Г., Решегова M. Д., Гранберг К. И. Методы элементоорганической химии. Ферроцен. - Москва: Наука, 1983. - Р. 557.

35. Fultz М. L., Durst R. A. Mediator compounds for the electrochemical study of biological redox systems: a compilation//Analytica Chimica Acta. - 1982.-V. 140,1. l.-P. 1-18.

36. Tkac J., Vostiar I., Sturdik E., Gemeiner P., Mastihuba V. r., Annus J. Fructose biosensor based on d-fructose dehydrogenase immobilised on a ferrocene-embedded cellulose acetate membrane // Analytica Chimica Acta. - 2001. - V. 439, I. 1. - P. 39-46.

37. Allen P. M., Hill H. A. O., Watron N. J. Surfase modifiers for the promotion of direct electrochemistry of cytocrome c // J. Electroanal. Chem. - 1984. - V. 178. - P. 69-86.

38. Smolander M., Livio H. L., Rasanen L. Mediated amperometric determination of xylose and glucose with an immobilized aldose dehydrogenase electrode // Biosens Bioelectron.

- 1992. - V. 7,1. 9.-P. 637-43.

39. Dias S. 1. L. P., Fujiwara S. T., Gushikem Y., Bruns R. E. Methylene blue immobilized on cellulose surfaces modified with titanium dioxide and titanium phosphate: factorial design optimization of redox properties // Journal of Electroanalytical Chemistry. — 2002. — V. 531,1. 2. — P. 141-146.

40. Zhang X., Shen L., Wang M., Siqin G., Tong Z., Xu R., Zhang D., Ma J., Liu L. A novel glucose biosensor constructed by glucose oxidase immobilized with methylene blue intercalated layered lanthanum niobic acid nanocomposite // Materials Letters. — 2014. — V. 135. - P. 39-42.

41. Yang X., Chen X., Zhang X., Yang W., Evans D. G. Intercalation of methylene blue into layered manganese oxide and application of the resulting material in a reagentless hydrogen peroxide biosensor // Sensors and Actuators B: Chemical. - 2008. - V. 129,1. 2. - P. 784789.

42. Xiao X., Zhou B., Zhu L., Xu L., Tan L., Tang H., Zhang Y., Xie Q., Yao S. An reagentless glucose biosensor based on direct electrochemistry of glucose oxidase immobilized on poly(methylene blue) doped silica nanocomposites // Sensors and Actuators B: Chemical.

— 2012. - V. 165,1. l.-P. 126-132.

43. Yang R., Ruan C., Dai W., Deng J., Kong J. Electropolymerization of thionine in neutral aqueous media and H2O2 biosensor based on poly(thionine) // Electrochimica Acta. - 1999. -V. 44,1. 10.-P. 1585-1596.

44. Zhao C.-Z., Yu J., Zhao G.-S., Jiao K. Choline Biosensor Based on Poly(thionine)/H202 Photoelectrochemical Sensing Interface // Chinese Journal of Analytical Chemistry. — 2011. - V. 39,1. 6.-P. 886-889.

45. Jana A. K., Roy S., Bhowmik B. B. Studies on storage photoelectrochemical cell consisting

of phenazine dye-EDTA and different redox couples // Energy. - 1988. — V. 13,1. 2. - P. 161-166.

46. Pauliukaite R., Brett C. M. A. Poly(neutral red): Electrosynthesis, Characterization, and Application as a Redox Mediator // Electroanalysis. - 2008. - V. 20,1. 12. - P. 1275-1285.

106

47. Kado R. T. Neutral red: a specific fluorescent dye in the cerebellum //Jpn J Physiol. - 1993. -V. 43 Suppl l.-P. S161-9.

48. LaManna J. C., McCracken K. A. The use of neutral red as an intracellular pl l indicator in rat brain cortex in vivo H Anal Biochem. - 1984. - V. 142,1. 1. - P. 117-25.

49. Guttenberger M. A rapid staining procedure for arbuscules of living arbuscular mycorrhizas using neutral red as acidotropic dye // Plant and Soil. - 2000. - V. 226,1. 2. - P. 211 -218.

50. Cardona P. J., Soto C. Y., Martín C., Giquel B., Agustí G., Guirado E., Sirakova T., Kolattukudy P., Julián E., Luquin M. Neutral-red reaction is related to virulence and cell wall methyl-branched lipids in Mycobacterium tuberculosis II Microbes and Infection. — 2006.-V. 8,1. l.-P. 183-190.

51. Ricci V., Sommi P., Fiocca R., Necchi V., Romano M., Solcia E. Extracellular pH Modulates Helicobacter pylori-lnduccd Vacuolation and VacA Toxin Internalization in Human Gastric Epithelial Cells // Biochemical and Biophysical Research Communications.-2002.-V. 292,1. l.-P. 167-174.

52. Mammone T., Gan D., Collins D., Lockshin R. A., Marenus K., Macs D. Successful separation of apoptosis and necrosis pathways in HaCaT keratinocyte cells induced by UVB irradiation // Cell Biology and Toxicology. - 2000. - V. 16, I. 5. - P. 293-302.

53. Pariente J.-L., Kim B.-S., Atala A. In Vitro Biocompatibility Evaluation Of Naturally Derived And Synthetic Biomaterials Using Normal Human Bladder Smooth Muscle Cells //The Journal of Urology.-2002.-V. 167,1. 4.-P. 1867-1871.

54. Pauliukaite R., Ghica M., Barsan M., Brett C. A. Characterisation of poly(neutral red) modified carbon film electrodes; application as a redox mediator for biosensors // Journal of Solid State Electrochemistry. - 2007. - V. 11,1. 7. - P. 899-908.

55. Liu L., Zhai J., Zhu C., Gao Y., Wang Y., Han Y., Dong S. One-pot synthesis of 3-dimensional reduced graphene oxide-based hydrogel as support for microbe immobilization and BOD biosensor preparation // Biosensors and Bioelectronics. — 2015. -V. 63.-P. 483-489.

56. Shobha Jeykumari D. R., Sriman Narayanan S. A novel nanobiocomposite based glucose biosensor using neutral red functionalized carbon nanotubes // Biosensors and Bioelectronics. - 2008. - V. 23,1. 9. - P. 1404-1411.

57. Chen C., Gao Y. Electrosyntheses of poly(neutral red), a polyaniline derivative // Electrochimica Acta. - 2007. - V. 52,1. 9. - P. 3143-3148.

58. Yang C., Yi J., Tang X., Zhou G., Zeng Y. Studies on the spectroscopic properties of poly(neutral red) synthesized by electropolymerization // Reactive and Functional Polymers.-2006,-V. 66,1. 11.-P. 1336-1341.

107

59. Ghica M. E., Brett С. M. A. Development of Novel Glucose and Pyruvate Biosensors at Poly(Neutral Red) Modified Carbon Film Electrodcs. Application to Natural Samples // Electroanalysis. - 2006. - V. 18,1. 8. - P. 748-756.

60. Barsan M. M., Klincar J., Batic M., Brett С. M. A. Design and application of a flow cell for carbon-film based electrochemical enzyme biosensors // Talanta. - 2007. — V. 71,1. 5. - P. 1893-1900.

61. Liu L., Zhang S., Xing L., Zhao II., Dong S. A co-immobilized mediator and microorganism mediated method combined pretreatment by ТЮ2 nanotubes used for BOD measurement //Talanta.-2012.-V. 93. - P. 314-319.

62. Buenger D., Topuz F., Groll J. Hydrogels in sensing applications // Progress in Polymer Science.-2012.-V. 37,1. 12.-P. 1678-1719.

63. Асулян Jl. Д., Старкова И. Н., Филатова Н. М., Решетилов А. Н. Биосенсоры для экспресс-определения спиртов на основе дрожжей Pichia angusta и Hansenula polymorphic1, иммобилизованных в криогель поливинилового спирта // Известия Тульского государственного университета. Естественные науки. - 2008. - Т. 1. - С. 169-176.

64. Topuz F., Okay О. Formation of Hydrogels by Simultaneous Denaturation and Cross-Linking of DNA // Biomacromolecules.-2009. - V. 10, I. 9.-P. 2652-2661.

65. Lang Q., Yin L., Shi J., Li L., Xia L., Liu A. Co-immobilization of glucoamylase and glucose oxidase for electrochemical sequential enzyme electrode for starch biosensor and biofuel cell // Biosensors and Bioelectronics. - 2014. - V. 51. - P. 158-163.

66. Trabbic-Carlson K., Setton L. A., Chilkoti A. Swelling and Mechanical Behaviors of Chemically Cross-Linked Hydrogels of Elastin-like Polypeptides // Biomacromolecules. -2003.-V. 4,1. 3.-P. 572-580.

67. Ossipov D. A., Hilborn J. Poly(vinyl alcohol)-Based Hydrogels Formed by "Click Chemistry'1 // Macromolecules. - 2006. - V. 39,1. 5. - P. 1709-1718.

68. Xu Y., Sheng K., Li C., Shi G. Self-Assembled Graphene Hydrogel via a One-Step Hydrothermal Process // ACS Nano. - 2010. - V. 4,1. 7. - P. 4324-4330.

69. Branco M. C., Nettesheim F., Pochan D. J., Schneider J. P., Wagner N. J. Fast Dynamics of Semiflexible Chain Networks of Self-Assembled Peptides // Biomacromolecules. - 2009. -V. 10,1. 6.-P. 1374-1380.

70. Решетилов A. H. Микробные, ферментные и иммунные биосенсоры для экологического мониторинга и контроля биотехнологических процессов // Прикладная биохимия и микробиология. - 2005. - Т. 41, № 5. — С. 504-513.

71. Albareda-Sirvent M., Merkofi A., Alegret S. Configurations used in the design of screen-printed enzymatic biosensors. A review // Sensors and Actuators B: Chemical. — 2000. -V. 69,1. 1-2.-P. 153-163.

72. Cagnini A., Palchetti I., Lionti I., Mascini M., Turner A. P. F. Disposable ruthenized screen-printed biosensors for pesticides monitoring // Sensors and Actuators B: Chemical. - 1995. -V. 24,1. 1-3.-P. 85-89.

73. Sprules S. D., Hart J. P., Wring S. A., Pittson R. A reagentless, disposable biosensor for lactic acid based on a screen-printed carbon electrode containing Meldola's Blue and coated with lactate dehydrogenase, NAD+ and cellulose acetate // Analytica Chimica Acta. - 1995. -V. 304,1. 1. - P. 17-24.

74. Yoon H. C., Kim H.-S. Electrochemical characteristics of a carbon-based thick-film 1-lactate

biosensor using 1-lactate dehydrogenase // Analytica Chimica Acta. - 1996. - V. 336,1. 1-3.-P. 57-65.

75. Hart A. L., Collier W. A. Stability and function of screen printed electrodes, based on cholinesterase, stabilised by a co-polymer/ sugar alcohol mixture // Sensors and Actuators B: Chemical. - 1998. - V. 53,1. 1-2. - P. 111 -115.

76. Wang J., Pamidi P. V. A., Park D. S. Screen-Printable Sol-Gel Enzyme-Containing Carbon Inks // Analytical Chemistry. - 1996. - V. 68,1. 15. - P. 2705-2708.

77. Wang J., Zhang X. Screen Printed Cupric-Hexacyanoferrate Modified Carbon Enzyme Electrode for Single-Use Glucose Measurements // Analytical Letters. - 1999. — V. 32,1. 9.-P. 1739-1749.

78. Rantala T. S., Pirttiaho L., Lantto V. Simulation studies of non-ohmic conductance behaviour in SnC>2 thick-film gas sensors // Sensors and Actuators B: Chemical. - 1993. -V. 16,1. 1-3.-P. 323-327.

79. Bilitewski U., Chemnitius G. C., Rtiger P., Schmid R. D. Miniaturized disposable biosensors // Sensors and Actuators B: Chemical. - 1992. - V. 7,1. 1-3. - P. 351-355.

80. Hart J. P., Hartley I. C. Voltammetric and amperometric studies of thiocholine at a screen-printed carbon electrode chemically modified with cobalt phthalocyanine: studies towards a pesticide sensor // Analyst. - 1994. - V. 119,1. 2. - P. 259-263.

81. Weetall H. H., Hotaling T. A Simple, Inexpensive, Disposable Electrochemical Sensor for Clinical and Immuno-assay // Biosensors. - 1987. - V. 3,1. 1. - P. 57-63.

82. Koopal C. G. J., Bos A. A. C. M., Nolte R. J. M. Third-generation glucose biosensor incorporated in a conducting printing ink // Sensors and Actuators B: Chemical. - 1994. -V. 18, I. 1-3.-P. 166-170.

83. Silber A., Brauchle C., I-Iampp N. Dehydrogenase-based thick-film biosensors for lactate and malate // Sensors and Actuators B: Chemical. - 1994. -V. 18,1. 1-3. - P. 235-239.

84. Galán-Vidal C. A., Muñoz J., Domínguez C., Alegret S. Glucose biosensor based on a reagentless graphite-epoxy screen-printable biocomposite // Sensors and Actuators B: Chemical. - 1997. - V. 45,1. 1. - P. 55-62.

85. Wring S. A., Hart J. P. Chemically modified, screen-printed carbon electrodes // Analyst. -

1992.-V. 117,1.8.-P. 1281-1286.

86. de Mattos I. L., Gorton L., Ruzgas T. Sensor and biosensor based on Prussian Blue modified gold and platinum screen printed electrodes // Biosensors and Bioelectronics. — 2003. - V. 18,1. 2-3.-P. 193-200.

87. Tu Y.-F., Fu Z.-Q., Chen H.-Y. The fabrication and optimization of the disposable amperometric biosensor // Sensors and Actuators B: Chemical. - 2001. - V. 80, I. 2. - P. 101-105.

88. Schuhmann W., Lehn C., Schmidt H.-L., Gründig B. Comparison of native and chemically stabilized enzymes in amperometric enzyme electrodes // Sensors and Actuators B: Chemical. - 1992. - V. 7,1. 1-3. - P. 393-398.

89. O'Halloran M. P., Pravda M., Guilbault G. G. Prussian Blue bulk modified screen-printed electrodes for H2O2 detection and for biosensors // Talanta. - 2001. - V. 55,1. 3. - P. 605611.

90. Prodromidis M. I., Karayannis M. I. Enzyme Based Amperometric Biosensors for Food Analysis//Electroanalysis. -2002. - V. 14.1. 4.-P. 241-261.

91. Guo Y., Guadalupe A. R. Screen-printable surfactant-induced sol-gel graphite composites for electrochemical sensors // Sensors and Actuators B: Chemical. - 1998. - V. 46,1. 3. -P. 213-219.

92. Bilitewski U., Jager A., Riiger P., Weise W. Enzyme electrodes for the determination of carbohydrates in food // Sensors and Actuators B: Chemical. - 1993. - V. 15,1. 1-3. - P. 113-118.

93. Galán-Vidal C. A., Muñoz J., Domínguez C., Alegret S. Chemical sensors, biosensors and thick-film technology // TrAC Trends in Analytical Chemistry. - 1995. - V. 14, I. 5. - P. 225-231.

94. Newman J., Setford S. Enzymatic biosensors // Molecular Biotechnology. - 2006. - V. 32, 1.3.-P. 249-268.

95. Cui G., Yoo J. H., Woo B. W., Kim S. S., Cha G. S., Nam H. Disposable amperometric glucose sensor electrode with enzyme-immobilized nitrocellulose strip // Talanta. - 2001. -V. 54,1. 6.-P. 1105-1111.

96. Newman J. D., Turner A. P. F., Marrazza G. Ink-jet printing for the fabrication of amperometric glucose biosensors // Analytica Chimica Acta. - 1992. - V. 262, I. 1. - P. 13-17.

97. Dai Z., Fang M., Bao J., Wang H., Lu T. An amperometric glucose biosensor constructed by immobilizing glucose oxidase on titanium-containing mesoporous composite material of no. 41 modified screen-printed electrodes // Analytica Chimica Acta. - 2007. - V. 591, I. 2.-P. 195-199.

98. Gonzalo-Ruiz J., Asunción Alonso-Lomillo M., Javier Muñoz F. Screen-printed biosensors for glucose determination in grape juice // Biosensors and Bioelectronics. — 2007. - V. 22, I. 7. - P. 1517-1521.

99. Sato N., Okuma H. Development of single-wall carbon nanotubes modified screen-printed electrode using a ferrocene-modified cationic surfactant for amperometric glucose biosensor applications // Sensors and Actuators B: Chemical. - 2008. - V. 129,1. 1. - P. 188-194.

100. Yang T.-H., Hung C.-L., Ke J.-H., Zen J.-M. An elcctrochemically preanodized screen-printed carbon electrode for achieving direct electron transfer to glucose oxidase // Electrochemistry Communications. - 2008. - V. 10,1. 7. - P. 1094-1097.

101. Dungchai W., Chailapakul O., Henry C. S. Electrochemical Detection for Paper-Based Microfiuidics//Analytical Chemistry. -2009. - V. 81,1. 14.-P. 5821-5826.

102. Kong F.-Y., Gu S.-X., Li W.-W., Chen T.-T., Xu Q., Wang W. A paper disk equipped with graphene/polyaniline/Au nanoparticles/glucose oxidase biocomposite modified screen-printed electrode: Toward whole blood glucose determination // Biosensors and Bioelectronics. - 2014. - V. 56. - P. 77-82.

103. Piano M., Serban S., Biddle N., Pittson R., Drago G. A., Hart J. P. A flow injection system, comprising a biosensor based on a screen-printed carbon electrode containing Meldola's Blue-Reinecke salt coated with glucose dehydrogenase, for the measurement of glucose // Analytical Biochemistry. -2010. -V. 396,1. 2. - P. 269-274.

104. Tan S. N., Ge L., Tan II. Y., Loke W. K., Gao J., Wang W. Paper-Based Enzyme Immobilization for Flow Injection Electrochemical Biosensor Integrated with Reagent-Loaded Cartridge toward Portable Modular Device // Analytical Chemistry. - 2012. - V. 84,1. 22.-P. 10071-10076.

105. Azevedo A. M., Prazeres D. M. F., Cabral J. M. S., Fonseca L. P. Ethanol biosensors based on alcohol oxidase // Biosensors and Bioelectronics. - 2005. - V. 21,1. 2. - P. 235-247.

106. Sprules S. D., Hartley I. C., Wedge R., Hart J. P., Pittson R. A disposable reagentless screen-printed amperometric biosensor for the measurement of alcohol in beverages // Analytica Chimica Acta. - 1996. - V. 329,1. 3. - P. 215-221.

107. Razumiene J., Gureviciene V., Vilkanauskyte A., Marcinkeviciene L., Bachmatova I., Meskys R., Laurinavicius V. Improvement of screen-printed carbon electrodes by modification with ferrocene derivative // Sensors and Actuators B: Chemical. — 2003. — V. 95,1. 1-3.-P. 378-383.

108. Razumiene J., Gureviciene V., Laurinavicius V., Grazulevicius J. V. Amperometric detection of glucose and ethanol in beverages using flow cell and immobilised on screen-printed carbon electrode PQQ-dependent glucose or alcohol dehydrogenases // Sensors and Actuators B: Chemical. - 2001. -V. 78, I. 1-3. - P. 243-248.

109. Razumiene J., Vilkanauskyte A., Gureviciene V., Laurinavicius V., Roznyatovskaya N. V., Ageeva Y. V., Reshetova M. D., Ryabov A. D. New bioorganometallic ferrocene derivatives as efficient mediators for glucose and ethanol biosensors based on PQQ-dependent dehydrogenases // Journal of Organometallic Chemistry. - 2003. - V. 668,1. 1-2.-P. 83-90.

110. Wang J., Chen Q., Pedrero M., Pingarron J. Screen-printed amperometric biosensors for glucose and alcohols based on ruthenium-dispersed carbon inks // Analytica Chimica Acta. - 1995,-V. 300,1. 1-3.-P. 111-116.

111. Boujtita M., P. Hart J., Pittson R. Development of a disposable ethanol biosensor based on a chemically modified screen-printed electrode coated with alcohol oxidase for the analysis of beer // Biosensors and Bioelectronics. - 2000. - V. 15,1. 5-6. - P. 257-263.

112. Patel N. G., Meier S., Cammann K., Chemnitius G. C. Screen-printed biosensors using different alcohol oxidases // Sensors and Actuators B: Chemical. - 2001. - V. 75,1. 1-2. — P. 101-110.

113. Hart A. L., Turner A. P. F., Hopcroft D. On the use of screen- and ink-jet printing to produce amperometric enzyme electrodes for lactate // Biosensors and Bioelectronics. -1996.-V. 11,1.3.-P. 263-270.

114. Minagawa H., Nakayama N., Matsumoto T., Ito N. Development of long life lactate sensor using thermostable mutant lactate oxidase // Biosensors and Bioelectronics. - 1998. — V. 13,1. 3-4.-P. 313-318.

115. Garjonyte R., Yigzaw Y., Meskys R., Malinauskas A., Gorton L. Prussian Blue- and lactate oxidase-based amperometric biosensor for lactic acid // Sensors and Actuators B: Chemical.-2001.-V. 79,1. 1. - P. 33-38.

116. Smutok O., Gayda G., Gonchar M., Schuhmann W. A novel L-lactate-selective biosensor based on flavocytochrome b2 from methylotrophic yeast Hansenulapolymorpha II Biosens Bioelectron. - 2005. - V. 20,1. 7. - P. 1285-90.

117. Cui X., Li C. M., Zang J., Yu S. Highly sensitive lactate biosensor by engineering chitosan/PVI-Os/CNT/LOD network nanocomposite // Biosens Bioelectron. - 2007. - V. 22,1. 12.-P. 3288-92.

118. Huang J., Song Z., Li J., Yang Y., Shi H., Wu B., Anzai J.-i., Osa T., Chen Q. A highly-sensitive 1-lactate biosensor based on sol-gel film combined with multi-walled carbon nanotubes (MWCNTs) modified electrode // Materials Science and Engineering: C. - 2007. -V. 27, I. 1. - P. 29-34.

119. Rahman M. M. Fabrication of L-lactate biosensor based on redox species mediated lactate oxidase using micro-device // International Journal of Biological & Medical Research. — 2010. - V. 1,1. 3.-P. 9-14.

120. Salazar P., Martin M., O'Neill R. D., Roche R., Gonzalez-Mora J. L. Biosensors Based On Prussian Blue Modified Carbon Fibers Electrodes for Monitoring Lactatc in The Extracellular Space of Brain Tissue // International Journal of Electrochemical Science. — 2012.-V. 7.-P. 5910-5926.

121. Merritt J. R., Wikswo J., Cliffel D. E. A Platinum Screen-printed Electrode for Real-time Monitoring of Cellular Metabolism in a Microfluidic Device. — Rainbow 1; Rainbow Tower, Hilton Hawaiian Village: The Electrochemical Society, 2008.

122. Hu T., Zhang X.-E., Zhang Z.-P. Disposable screen-printed enzyme sensor for simultaneous determination of starch and glucose // Biotechnology Techniques. — 1999. — V. 13,1. 6.-P. 359-362.

123. Ge F., Zhang X.-E., Zhang Z.-P., Zhang X.-M. Simultaneous determination of maltose and glucose using a screenprinted electrode system // Biosensors and Bioelectronics. — 1998. -V. 13, I. 3-4.-P. 333-339.

124. Vrbova E., Peckova J., Marek M. Biosensor for Determination of Starch // Starch - Starke. - 1993. - V. 45,1. 10. - P. 341-344.

125. Svitel J., Tkac J., Vostiar I., Navratil M., Stefuca V., Bucko M., Gemeiner P. Gluconobacter in biosensors: applications of whole cells and enzymes isolated from Gluconobacter and Acetobacter to biosensor construction // Biotechnology Letters. — 2006. -V. 28,1. 24.-P. 2003-2010.

126. Moat A. G., Foster J. W., Spector M. P. Metabolism of Substrates Other Than Glucose // Microbial PhysiologyJohn Wiley & Sons, Inc., 2003. - P. 394-411.

127. Foster P. L. Stress-induced Mutagenesis in Bacteria // eLSJohn Wiley & Sons, Ltd, 2001.

113

128. Wen G., Wen X., Shuang S., Choi M. M. F. Whole-cell biosensor for determination of methanol // Sensors and Actuators B: Chemical. - 2014. -V. 201. - P. 586-591.

129. DengX., Zhuang G., Ma A., Yu Q., Zhuang X. Construction of a dual fluorescence whole-cell biosensor to detect N-acyl homoserine lactones // Journal of Environmental Sciences. - 2014. - V. 26,1. 2. - P. 415-422.

130. Oh S.-E., Hassan S. H. A., Van Ginkel S. W. A novel biosensor for detecting toxicity in water using sulfur-oxidizing bacteria // Sensors and Actuators B: Chemical. - 2011. — V. 154, 1. l.-P. 17-21.

131. Arlyapov V. A., Yudina N. Y., Asulyan L. D., Alferov S. V., Alferov V. A., Reshetilov A. N. BOD biosensor based on the yeast Debaryomyces hansenii immobilized in poly(vinyl alcohol) modified by N-vinylpyrrolidone // Enzyme and Microbial Technology. — 2013. —

V. 53. - P. 257-262.

132. Каманин С. С., Арляпов В. А., Понаморева О. II., Алферов В. А., Решетилов А. Н. БПК-биосенсор на основе ассоциации дрожжевых штаммов // Вода: химия и экология. - 2012. - Т. 3. - С. 74-81.

133. Arlyapov V., Kamanin S., Ponamoreva О., Reshetilov A. Biosensor analyzer for BOD index express control on the basis of the yeast microorganisms Candida maltosa, Candida blankii, and Debaryomyces hansenii II Enzyme and Microbial Technology. — 2012. — V. 50, I. 4-5.-P. 215-220.

134. Akyilmaz E., Erdogan A., Oztiirk R., Ya§a I. Sensitive determination of 1-lysine with a new amperometric microbial biosensor based on Saccharomyces cerevisiae yeast cells // Biosensors and Bioelectronics. - 2007. - V. 22,1. 6. - P. 1055-1060.

135. Smutok О. V., Dmytruk К. V., Karkovska M. I., Schuhmann W., Gonchar M. V., Sibirny A. A. d-lactate-selective amperometric biosensor based on the cell debris of the recombinant yeast tlansenulapolymorpha // Talanta. - 2014. - V. 125. — P. 227-232.

136. Smutok O., Gayda G., Gonchar M., Schuhmann W. A novel 1-lactate-selective biosensor based on flavocytochrome b2 from methylotrophic yeast Hansenula polymorpha II Biosensors and Bioelectronics. - 2005. - V. 20,1. 7. - P. 1285-1290.

137. Yoshida N., Hoashi J., Morita Т., McNiven S. J., Yano K., Yoshida A., Nakamura H., Karube I. Monitoring of the composting process using a mediator-type biochemical oxygen demand sensor //The Analyst. -2001,- V. 126,1. 10.-P. 1751-1755.

138. Skladal P., Morozova N. O., Reshetilov A. N. Amperometric biosensors for detection of phenol using chemically modified electrodes containing immobilized bacteria//Biosensors and Bioelectronics.-2002.-V. 17,1. 10.-P. 867- 873.

139. Timur S., Seta L. D., Pazarlioglu N., Pilloton R., Telefoncu A. Screen printed graphite biosensors based on bacterial cells // Process Biochemistry. - 2003. - V. 39,1. 11. - P. 5.

140. Timur S., Anik U., Odaci D., Gorton L. Development of a microbial biosensor based on carbon nanotube (CNT) modified electrodes // Electrochemistry Communications. -2007. -V. 9, I. 7. — P. 1810-1815.

141. Banik R. M., Mayank, Prakash R., Upadhyay S. N. Microbial biosensor based on whole cell о{'Pseudomonas sp. for online measurement of p-Nitrophenol // Sensors and Actuators B: Chemical. - 2008. - V. 131,1. 1. - P. 295-300.

142. Li J., Yu Y., Wang Y., Qian J., Zhi J. The benzoquinone-mediated electrochemical microbial biosensor for water biotoxicity assay // Electrochimica Acta. - 2013. - V. 97. -P. 52-57.

143. Blattner F. R., Plunkett G., 3rd, Bloch C. A., Perna N. Т., Burland V., Riley M., Collado-Vides J., Glasner J. D., Rode С. K., Mayhew G. F., Gregor J., Davis N. W., Kirkpatrick H. A., Goeden M. A., Rose D. J., Май В., Shao Y. The complete genome sequence of Escherichia coli K-12 // Science. - 1997. - V. 277,1. 5331. - P. 1453-62.

144. Song W., Pasco N., Gooneratne R., Weld R. J. Comparison of three genetically modified Escherichia coli biosensor strains for amperometric tetracycline measurement // Biosensors and Bioelectronics. - 2012. - V. 35,1. 1. - P. 69-74.

145. Tang X., Zhang Т., Liang В., Han D., Zeng L., Zheng C., Li Т., Wei M., Liu A. Sensitive electrochemical microbial biosensor for p-nitrophenylorganophosphates based on electrode modified with cell surface-displayed organophosphorus hydrolase and ordered mesopore carbons // Biosensors and Bioelectronics. — 2014. - V. 60. — P. 137-142.

146. Арляпов В. А., Асулян JT. Д., Блохин И. В., Карташова Т. Д., Власова Ю. А., Ануфриев М. А. Иммобилизация клеток Gluconobacter oxydans для создания стабильных рецепторных элементов биосенсоров // Известия ТулГУ. Серия Химия. -2006.-Т. 6.-С. 137-144.

147. Алферов В. А., Филатова Н. М., Асулян JI. Д., Блохин И. В., Горячева А. А. Получение стабильного рецепторного элемента биосенсора, иммобилизацией бактериальных клеток Gluconobacter oxydans в пленку из поливинилового спирта, модифицированного N-винилпирролидоном // Известия ТулГУ. Естественные науки.-2011.№ 1.-С. 210-219.

148. Бабкина Е. Е., Пономарева О. Н., Алферов В. А., Решетилов А. Н., Богданавская В. А. Оценка эффективности водорастворимых медиаторов при биоэлектрокаталитическом окислении глюкозы иммобилизованными бактериями // Сенсорные системы. - 2006. - Т. 20, № 4. - С. 329-335.

115

149. Oclaci D., Timur S., Telefoncu A. A microbial biosensor based on bacterial cells immobilized on chitosan matrix // Bioelectrochemistry. - 2009. - V. 75,1. 1. - P. 77-82.

150. Yilmaz O., Demirkol D. O., Giilcemal S., Kilin? A., Timur S., (^etinkaya B. Chitosan-ferrocene film as a platform for flow injection analysis applications of glucose oxidase and Gluconobacter oxydans biosensors // Colloids and Surfaces B: Biointerfaces. -2012. - V. 100.-P. 62-68.

151. Арляпов В. А., Понаморева О. II., Алферов В. А., Рогова Т. В., Блохин И. В., Чепкова И. Ф., Решетилов А. Н. Микробные биосенсоры для экспресс-определения БПК сточных вод предприятий пищевой промышленности // Вода: химия и экология. -2008.-Т. 3,-С. 23-30.

152. Valach М., Katrlik J., Sturdik Е., Gemeiner P. Ethanol Gluconobacter biosensor designed for flow injection analysis: Application in ethanol fermentation off-line monitoring // Sensors and Actuators B: Chemical. - 2009. - V. 138,1. 2. - P. 581-586.

153. Арляпов В. А., Понаморева О. H., Алферов С. В., Алферов В. А., Решетилов А. Н. Применение низкоселективных микробных биосенсоров для определения содержания компонентов в многокомпонентных водных средах // Сенсорные системы. - 2011. - Т. 25, № 4. - С. 352-360.

154. Wen G., Li Z., Choi M. M. F. Detection of ethanol in food: A new biosensor based on bacteria // Journal of Food Engineering. - 2013. - V. 118,1. 1. - P. 56-61.

155. Mulchandani P., Hangarter С. M., Lei Y., Chen W., Mulchandani A. Amperometric microbial biosensor for p-nitrophenol using Moraxella sp.-modified carbon paste electrode // Biosensors and Bioelectronics. - 2005. - V. 21,1. 3. - P. 523-527.

156. Mulchandani P., Chen W., Mulchandani A. Microbial biosensor for direct determination of nitrophenyl-substituted organophosphate nerve agents using genetically engineered Moraxella sp // Analytica Chimica Acta. - 2006. - V. 568, I. 1-2. - P. 217-221.

157. Jha S. K., Kanungo M., Nath A., D'Souza S. F. Entrapment of live microbial cells in electropolymerized polyaniline and their use as urea biosensor // Biosensors and Bioelectronics. - 2009. - V. 24,1. 8. - P. 2637-2642.

158. Ebrahimi E., Yazdian F., Amoabediny G., Shariati M. R., Janfada В., Saber M. A microbial biosensor for hydrogen sulfide monitoring based on potentiometry // Process Biochemistry. -2014.-V. 49,1. 9.-P. 1393-1401.

159. Alpat $., Alpat S. K., (^adirci В. II., Ya§a L, Telefoncu A. A novel microbial biosensor based on Circinella sp. modified carbon paste electrode and its voltammetric application // Sensors and Actuators B: Chemical. -2008,- V. 134,1. 1. - P. 175-181.

160. Yiice M., Nazir H., Donmez G. A voltammetric Rhodotorula mucilaginosa modified microbial biosensor for Cu(II) determination // Bioelectrochemistry. — 2010. - V. 79,1. 1. - P. 66-70.

161. Webster D. P., TerAvest M. A., Doud D. F. R., Chakravorty A., Holmes E. C., Radens C. M., Sureka S., Gralnick J. A., Angencnt L. T. An arsenic-specific biosensor with genetically engineered Shewanella oneidensis in a bioelectrochemical system // Biosensors and Bioelectronics. - 2014. - V. 62. - P. 320-324.

162. Stein N. E., Hamelers I I. M. V., van Straten G., Keesman K. J. On-line detection of toxic components using a microbial fuel cell-based biosensor // Journal of Process Control. — 2012,-V. 22,1. 9.-P. 1755-1761.

163. Peixoto L., Min В., Martins G., Brito A. G., Kroff P., Parpot P., Angelidaki I., Nogueira R. In situ microbial fuel cell-based biosensor for organic carbon // Bioelectrochemistry. -2011.-V. 81,1. 2. - P. 99-103.

164. Wang J., Zheng Y., Jia II., Zhang H. Bioelectricity generation in an integrated system combining microbial fuel cell and tubular membrane reactor: Effects of operation parameters performing a microbial fuel cell-based biosensor for tubular membrane bioreactor // Bioresource Technology. - 2014. - V. 170. - P. 483-490.

165. Stein N. E., Hamelers H. V. M., Buisman C. N. J. Influence of membrane type, current and potential on the response to chemical toxicants of a microbial fuel cell based biosensor // Sensors and Actuators B: Chemical. - 2012. - V. 163,1. 1. - P. 1-7.

166. Bergey's manual of determinative bacteriology. / American Society for Microbiology B. D. H. B. R. S. - Baltimore: Williams & Wilkins Co., 1957.

167. Acetic acid bacteria: classification and biochemical activities. / Asai K. — Baltimore: Univ. Park Press, 1968.-343 c.

168. Ameyama M. Gluconobacler oxydans subsp. sphaericus, New Subspecies Isolated From Grapes // International Journal of Systematic Bacteriology. - 1975. - V. 25,1. 4. - P. 365370.

169. Татаринова H. Ю. Образование убихинона Q10 культурой Gluconobacler oxydans. Дис. канд. биол. наук. - Москва: ВНИВИ, 1988. - с. 250.

170. Shimomura Т., Sumiya Т., Ono М., Ito Т., Hanaoka Т.-а. Amperometric 1-lactate biosensor based on screen-printed carbon electrode containing cobalt phthalocyanine, coated with lactate oxidase-mesoporous silica conjugate layer // Analytica Chimica Acta. — 2012. — V. 714. - P. 114-120.

171. Mersal G. A., Khodari M., Bilitewski U. Optimisation of the composition of a screen-printed acrylate polymer enzyme layer with respect to an improved selectivity and stability of enzyme electrodes // Biosensors and Bioelectronics. - 2004. - V. 20,1. 2. - P. 305-314.

172. Каманин С. С., Арляпов В. А. Разработка модифицированных печатных электродов на основе глюкозоксидазы для анализа глюкозы // Известия ТулГУ. Естественные науки. - 2012. № 2. - С. 226-236.

173. Wang J., Zhang Y., Wang Y., Xu R., Sun Z., Jie Z. An innovative reactor-type biosensor for BOD rapid measurement // Biosensors and Bioelectronics. - 2010. - V. 25,1. 7. - P. 1705-1709.

174. Каманина О. А., Рогова Т. В., Соколова О. А. Гетерогенные биокатализаторы на основе глюкозооксидазы, иммобилизованной в золь-гель матрицу, как биораспознающие элементы биосенсоров // Известия ТулГУ. Естественные науки. — 2013.-Т. 1,-С. 215-222.

175. Ponamoreva О. N., Kamanina О. A., Alferov Y. A., Machulin А. V., Rogova Т. V., Arlyapov V. A., Alferov S. V., Suzina N. Е., Ivanova Е. P. Yeast-based self-organized hybrid bio-silica sol-gels for the design of biosensors // Biosensors and Bioelectronics http://dx.doi.Org/10.1016/i.bios.2014.08.045.

176. Hong D., Park M., Yang S. H., Lee J., Kim Y.-G., Choi I. S. Artificial spores: cytoprotective nanoencapsulation of living cells // Trends in Biotechnology. — 2013. — V. 31, I. 8. - P. 442-447.

177. Понаморева О. H., Лагунова Н. JL, Евтеева В. А., Пунтус И. Ф. Выбор способа иммобилизации бактерий-нефтедеструкторов для разработки биосенсоров на основе кислородного электрода // Известия ТулГУ. Естественные науки. - 2011. № 1. — С. 237-246.

178. Karyakin A. A., Kotel'nikova Е. A., Lukachova L. V., Karyakina Е. Е. Optimal environment for glucose oxidase in perfluorosulfonated 'ionomer membranes: improvement of first-generation biosensors // Analytical Chemistry. - 2002. - V. 74,1. 7. -P. 1597-1603.

179. Kamanin S. S., Arlyapov V. A., Rogova Т. V., Reshetilov A. N. Screen-Printed Electrodes Modified with Glucose Oxidase Immobilized in Hybrid Organosilicon Sol-Gel Matrix // Applied Biochemistry and Microbiology. -2014. - V. 50,1. 9.-P. 835-841.

180. Brena В. M., Batista-Viera F. Immobilization of enzymes // Methods in Biotechnology: Immobilization of Enzymes and Cells / M. G. J. — Totowa (N.J.): Humana press, 2006. — P. 15-30.

181. Das M., Goswami P. Direct electrochemistry of alcohol oxidase using multiwalled carbon nanotube as electroactive matrix for biosensor application // Bioelectrochemistry. — 2013. -V. 89.-P. 19-25.

182. Barsan M. M., Brett C. M. A. An alcohol oxidase biosensor using PNR redox mediator at carbon film electrodes//Talanta. -2008. - V. 74, I. 5.-P. 1505-1510.

183. de Jesus C. G., Lima D., dos Santos V., Wohnrath K., Pessôa C. A. Glucose biosensor based on the highly efficient immobilization of glucose oxidase on layer-by-layer films of silsesquioxane polyelectrolyte // Sensors and Actuators B: Chemical. - 2013. - V. 186. -P. 44-51.

184. Iloshi T., Sagae N., Daikuhara K., Takahara K., Anzai J.-i. Multilayer membranes via layer-by-layer deposition of glucose oxidase and Au nanoparticles on a Pt electrode for glucose sensing // Materials Science and Engineering: C. - 2007. - V. 27, 1. 4. - P. 890894.

185. Zhang II., Meng Z., Wang Q., Zheng J. A novel glucose biosensor based on direct electrochemistry of glucose oxidase incorporated in biomediated gold nanoparticles-carbon nanotubes composite film // Sensors and Actuators B: Chemical. — 2011. - V. 158, I. l.-P. 23-27.

186. Shi W., Ma Z. Amperometric glucose biosensor based on a triangular silver nanoprisms/chitosan composite film as immobilization matrix // Biosensors and Bioelectronics. - 2010. - V. 26,1. 3. - P. 1098-1103.

187. Suman S., Singhal R., Sharma A. L., Malthotra B. D., Pundir C. S. Development of a lactate biosensor based on conducting copolymer bound lactate oxidase // Sensors and Actuators B: Chemical. - 2005. - V. 107,1. 2. - P. 768-772.

188. Wang K., Xu J.-J., Chen H.-Y. Biocomposite of cobalt phthalocyanine and lactate oxidase for lactate biosensing with MnCh nanoparticles as an eliminator of ascorbic acid interference // Sensors and Actuators B: Chemical. - 2006. - V. 114,1. 2. - P. 1052-1058.

189. Lad U., Kale G. M., Bryaskova R. Glucose Oxidase Encapsulated Polyvinyl Alcohol-Silica Hybrid Films for an Electrochemical Glucose Sensing Electrode // Analytical Chemistry. - 2013. - V. 85,1. 13. - P. 6349-6355.

190. Yashina E. I., Borisova A. V., Karyakina E. E., Shchegolikhina O. I., Vagin M. Y., Karyakin A. A. Sol-gel immobilization of lactate oxidase from organic solvent: toward the advanced lactate biosensor//Analytical Chemistry. -2010. - V. 82,1. 5. - P. 1601-1604.

191. Alferov V. A., Zaitsev M. G., Ponomareva O. N., Kuznetsova T. A., Rogova T. V., Reshetilov A. N. An alcohol oxidase-based electrochemical sensor for the rapid

determination of lower alcohols // Journal of Analytical Chemistry. - 2011. - V. 66,1. 12. -P. 1205-1211.

192. Каманин С. С., Арляпов В. А., Алферов В. А. Определение содержания углеводов и спиртов в полупродуктах спиртовых производств с использованием биосенсоров // Известия ТулГУ. Естественные науки. - 2010. № 2. - С. 247-255.

193. Корнеева JI. X., Борисова А. В., Яшина Е. И., КарякинаЕ. Е., Воронин О. Г., Косниер С., Карякин А. А. Использование метода электрохимической полимеризации N-замещенных производных пиррола для разработки нового биосенсора на лактат // Вестник Московского университета. Серия 2: Химия -2010. — Т. 51, № 1. — С. 62-70.

194. Svitel J., Tkac J., Vostiar I., Navratil M., Gemeiner P. Microbial biosensors and biofiiel cells based on Acelobacter and Gluconobacter cells // Biosensors: Properties, Materials and Applications / Comeaux R., Novotny P. - NY: Nova Science Publishers, Inc., 2009. -P. 247-264.

195. Babkina E., Chigrinova E., Ponamoreva O. g., Alferov V., Reshetilov A. Bioelectrocatalytic Oxidation of Glucose by Immobilized Bacteria Gluconobacter oxydans. Evaluation of Water-Insoluble Mediator Efficiency // Electroanalysis. - 2006. -V. 18,1. 19-20.-P. 2023-2029.

196. Ikeda Т., Kurosaki Т., Takayama К., Капо K., Miki K. Measurements of Oxidoreductase-like Activity of Intact Bacterial Cells by an Amperometric Method Using a Membrane-Coated Electrode // Analytical Chemistry. - 1996. -V. 68,1. 1. - P. 192-198.

197. Чигринова E. Ю., Бабкина E. E., Понаморева О. H., Алферов В. А., Решетилов А. Н. Микробные биосенсоры на основе производных ферроцена и бензохинона, применяемых в качестве медиаторов // Сенсорные системы. — 2007. — Т. 21, JV° 3. — С. 263-269.

198. Tkac J., Vostiar I., Gorton L., Gemeiner P., Sturdik E. Improved selectivity of microbial biosensor using membrane coating. Application to the analysis of ethanol during fermentation // Biosensors and Bioelectronics. - 2003. - V. 18,1. 9. - P. 1125-1134.