Метод контроля полигалогенированных дибензо-n-диоксинов и родственных им соединений с использованием биосенсоров на основе углеродистых материалов тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.11.13, кандидат наук Гумерова, Гузель Ильдаровна

• Гумерова, Гузель Ильдаровна
• кандидат наук
• 2014

Оглавление диссертации кандидат наук Гумерова, Гузель Ильдаровна

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

1 Методы контроля диоксиноподобных ксенобиотиков

1.1 Гибридные методы определения диоксинов

1.2 Фотометрический метод определения диоксинов

1.3 Иммуноферментные и биологические методы анализа

2 Разработка биосенсора для определения полигалогенированных дибензо-я-диоксинов и родственных им соединений

2.1 Обоснование выбора изоформы цитохрома Р4501А1 как биорецептора 27 ПХДД/ПХДФ

2.2 Обоснование выбора материала электрода как основы биосенсора

2.3 Выбор способа модифицирования электрода полимерными материалами

2.4 Выбор способа иммобилизации фермента для включения в состав стеклоуглеродного электрода

2.4.1 Способ иммобилизации путем смешивания раствора мономера с ферментом

2.4.2 Способ иммобилизации фермента на водонерастворимых твердых носителях механическим перемешиванием

2.4.3 Способ иммобилизации путем обработки органического носителя водным раствором фермента

2.4.4 Иммобилизация фермента путем включения его в структуру полимера

2.4.5 Способ фиксации фермента на материале - носителе посредством глутарового альдегида

2.4.6 Способ иммобилизации изоформы фермента цитохрома Р4501А1 вакуумированием в парах глутарового альдегида

3 Экспериментальная часть

3.1 Экспериментальное определение токсичности модельного раствора фенола и раствора, содержащего диоксины

3.2 Усовершенствование методики определения фенола вольтамперометрическим методом

3.3 Использование разработанного биосенсора для определения диоксинов

4 Разработка виртуального вольтамперометрического анализатора

4.1 Описание платы Ас1уап1ес11- 1710Ь

4.2 Виртуально-ориентированная среда графического программирования ЬаЬУ1Е\¥

4.3 Структура разрабатываемого вольтамперометрического анализатора

4.4 Оценка погрешностей экспериментального определения содержания диоксиноподобных соединений на усовершенствованном

вольтамперметре

Выводы

Список сокращений и условных обозначений

Список использованной литературы

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Метод контроля полигалогенированных дибензо-n-диоксинов и родственных им соединений с использованием биосенсоров на основе углеродистых материалов»

ВВЕДЕНИЕ

Полигалогенированные дибензо-я-диоксины (ПХДД) и родственные им соединения (полихлорированные дибензофураны (ПХДФ), полиароматические углеводороды (ПАУ)) - одни из самых опасных ксенобиотиков: обладая мутагенными и канцерогенными свойствами, они становятся причиной изменений функционирования и существования экологических систем. В связи с этим необходим постоянный контроль содержания подобных соединений в природной среде.

В основе количественного контроля ПХДД/ПХДФ и ПАУ лежат гибридные методы физико-химического анализа - сочетание хроматографии и масс-спектрометрии. Оно обеспечивает высокую чувствительность, является способом подтверждения идентичности соединений, но имеет ряд ограничений для целей массового анализа: низкую производительность, невозможность определения некоторых диоксиноподобных соединений, высокую стоимость анализа, зависимость пробоподготовки от происхождения проб объектов природной среды, их компонентного состава и параметров оборудования. Кроме того, среди проблем контроля объектов природной среды есть такие, решить которые затруднительно даже с помощью вышеуказанных методов : аварийные поступления загрязнений от предприятий, арбитражная практика, когда подтвердить аналитическую информации, полученную методами ГХ/МС или ВЭЖХ/МС необходимо результатами, полученными совершенно иным методом контроля (электрохимическим, биохимическим и пр.).

В этой связи разработка ферментных методов определения полигалогенированных дибензо-я-диоксинов и родственных им соединений является актуальной.

Настоящая работа посвящена усовершенствованию метода качественного и количественного определения ПХДД/ПХДФ. Автором предложен биохимический метод, который может комбинироваться с методами ГХ/МС или ВЭЖХ/МС, либо использоваться для экспресс-анализа. Он основан на каталитических свойствах

монооксигеназных ферментных систем цитохромов Р450. В его основе лежит биохимическая реакция, в ходе которой ПХДД/ПХДФ разрушаются под действием закрепленной на электрохимическом модифицированном нафионом стеклоуглеродном датчике изоформы фермента цитохрома Р4501А1. В процессе каталитической деградации диоксинов (ПХДД) образуется фенол, концентрация которого измеряется методом инверсионной вольтамперометрии и прямо пропорциональна концентрации диоксинов в исходной смеси. Предложенный метод не требует сложной пробоподготовки и дает возможность во много раз упростить и удешевить контроль диоксинов в объектах природной среды.

Объект исследования: усовершенствование метода и аппаратных средств контроля полигалогенированных дибензо-я-диоксинов и родственных им соединений в природной среде.

Предмет исследования: методическое обеспечение и приборная реализация метода биохимического контроля полигалогенированных дибензо-и-диоксинов и родственных им соединений.

Цель работы: разработка и реализация метода контроля полигалогенированных дибензо-и-диоксинов и родственных им соединений с использованием биосенсоров на основе углеродистых материалов.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

- изучить токсические свойства полигалогенированных дибензо-и-диоксинов и родственных им " соединений, механизм их образования и трансформации в объектах природной среды и методы аналитического контроля;

- подобрать фермент, участвующий в процессе биохимического разложения полигалогенированных дибензо-и-диоксинов и родственных им соединений в объектах природной среды;

- обосновать выбор материала для изготовления биосенсора;

- разработать способ иммобилизации (закрепления) фермента на поверхности биосенсора;

- обосновать метод определения диоксинов в объектах природной среды путем их биохимического разложения до фенолов;

- усовершенствовать метод электрохимического измерения массовых концентраций фенола;

- усовершенствовать систему обработки сигналов биосенсора посредством виртуально-ориентированной среды (виртуального вольтамперометрического анализатора).

Методы исследования. Исследование базируется на электро- и биохимических методах контроля объектов природной среды, методах биотестирования, методах планирования эксперимента, методах графического программирования, методах математической статистики.

Новые научные результаты:

1. Получены модельные растворы полигалогенированных дибензо-и-диоксинов на основе механизма образования их из прекурсоров и трансформации данных соединений в объектах природной среды.

2. Выбран фермент применительно к условиям изготовления биосенсора для контроля полигалогенированных дибензо-гс-диоксинов.

3. Разработан способ иммобилизации цитохрома Р450 на стеклоуглеродном электроде.

4. Усовершенствована методика измерения концентраций фенола методом инверсионной вольтамперометрии.

5. Создана система обработки сигналов биосенсора с иммобилизованным цитохромом Р450 посредством виртуального вольтамперометрического анализатора.

Практическую значимость работы составляют:

1. Разработанный биосенсор позволяет количественно определить полигалогенированные дибензо-и-диоксины на основании концентрации фенола, образующегося в ходе их ферментативной деградации.

2. Результаты исследований способов иммобилизации ферментов позволили предложить способ закрепления цитохрома Р450 на модифицированной нафионом поверхности стеклоуглеродного электрода.

3. Усовершенствована методика вольтамперометрического измерения концентраций фенола, что привело к более точным и воспроизводимым результатам.

4. Создание системы сбора и управления данными электрохимической ячейки в виртуально-графической среде ЬаЬУ1Е\\^ позволяет уменьшить предел определяемых концентраций и дает возможность проводить экспресс - анализы в составе передвижной лаборатории.

На защиту выносятся следующие положения:

1. Для комбинированного или предварительного экспресс-контроля полигалогенированных дибензо-я-диоксинов и родственных им соединений в объектах природной среды предложено использование биосенсора, предполагающего сочетание физико-химического датчика (сенсора) и биообъекта (фермента).

2. Обоснован выбора фермента и материала электрода применительно к условиям изготовления биосенсора для контроля полигалогенированных дибензо-л-диоксинов.

3. Разработан способ иммобилизации цитохрома Р450 на стеклоуглеродном электроде, модифицированном ионообменным полимером нафионом.

4. Предложено усовершенствование вольтамперометрической методики измерения концентраций фенола путем изменения процедуры электрохимических измерений.

5. Предложена система обработки сигналов биосенсора с иммобилизованным цитохромом Р450 посредством виртуального вольтамперометрического анализатора, обеспечивающая высокую скорость передачи, регистрации и обработки данных электрохимической ячейки с программным вычитанием фонового тока.

Достоверность полученных результатов и обоснованность выводов

диссертационной работы обеспечивается совпадением полученных в работе результатов с результатами известных теоретических и численно-модельных исследований других авторов, а также совпадением найденных результатов с известными из литературы данными по влиянию изоформы цитохрома Р4501А1

на полигалогенированные дибензо-и-диоксины и родственные им соединения и подтверждением теории экспериментом. Достоверность также подтверждается использованием апробированных математических методов и оценок, использованных при проведении эксперимента, обработке и анализе регистрируемых данных.

Апробация работы. Материалы диссертации докладывались и обсуждались на Международной молодежной научной конференции «XVI Туполевские чтения» 2829 мая 2008 года, Казан, гос. техн. ун-т., Казань; VII Всероссийской конференции по анализу объектов окружающей среды «Экоаналитика-2009» 21-27 июня 2009 года, Маар. гос. ун-т., Иошкар- Ола; XXI Всероссийской межвузовской научно-технической конференции «Электромеханические и внутрикамерные процессы в энергетических установках, струйная акустика и диагностика, приборы и методы контроля природной среды, веществ, материалов и изделий» 12-14 мая 2009 года, Казань; Международной молодежной научной конференции «XVII Туполевские чтения» 26-28 мая 2009 года, Казан, гос. техн. ун-т., Казань; Международном научно-техническом конгрессе «Экология и безопасность жизнедеятельности промышленно-транспортных комплексов» ELPIT-2009 24-27 сентября 2009 года, ТГУ, Тольятти; Международной молодежной научной конференции «XVIII Туполевские чтения» 26-28 мая 2010 года, Казан, гос. техн. ун-т., Казань; Международной молодежной научной конференции «XIX Туполевские чтения» 2426 мая 2011 года, КНИТУ-КАИ, Казань; I Международной научно- практической конференции «Экологическая безопасность и устойчивое развитие территорий» февраль 2011 года, Чебоксары; III Международном экологическом конгрессе (V Международной научно- технической конференции, научный симпозиум «Экологический мониторинг промышленно- транспортных комплексов») «ELPIT 2011. Экология и опасность жизнедеятельности промышленно- транспортных комплексов» 21-25 сентября 2011 года, ТГУ, Тольятти; Региональной научно-практической конференции «Актуальные проблемы защиты окружающей среды в химической промышленности и смежных областях» март 2011 года, Новочебоксарск; II Международной заочной научно- практической конференции

«Актуальные проблемы науки» 27 сентября 2011 года, М-во обр. и науки РФ, Тамбов.

Публикации. Основное содержание диссертации изложено в 17 научных публикациях, включая 3 статьи в ведущих научных изданиях, входящих в перечень ВАК, 15 материалов докладов международных конференций, 1 материал доклада всероссийской конференции.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и списка использованных источников, включающего 165 наименований. Работа изложена на 144 страницах машинописного текста, включая 43 рисунка и 22 таблицы.

ГЛАВА 1. МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ ДИОКСИНОПОДОБНЫХ

КСЕНОБИОТИКОВ

Вещества, содержащиеся в окружающей среде, но не входящие в биотический круговорот (чуждые живым организмам) называют «ксенобиотиками». Эти химические вещества, содержащиеся в объектах окружающей среды, можно рассматривать как источники формирования ксенобиотического профиля экосистемы [1], оказывающего токсическое действие на живые организмы, в связи с чем возникает необходимость его качественного и количественного экологического контроля [2]. Наиболее опасные ксенобиотики называют приоритетными, к их числу относят диоксины [3].

Диоксины или диоксиноподобные соединения - собирательный термин для галогенированных шестичленных ароматических углеводородов, содержащих в своем составе дба атома кислорода. Наибольшую опасность из этого класса соединений представляют полихлорированные дибензо-я-диоксины (ПХДД), такие как 2,3,7,8-тетрахлордибензо-и-диоксин, полихлорированные дибензофураны (ПХДФ) и полихлорированные бифенилы (ПХБ) (рисунок 1.1.) [4]. Диоксины относятся к стойким органическим загрязнителям благодаря их канцерогенности, мутагенности, длительному периоду полураспада, способностью к биоаккумуляции из-за липофильности (или гидрофобных свойств) и трансграничному переносу [5].

В гомологический ряд полихлордибензо-я-диоксина входят 75 соединений, а полихлордибензофурана - 135. Кроме того, существуют 75 различных конгенеров бромпроизводных дибензо-я-диоксинов и 135 конгенеров бромпроизводных дибензофуранов. Только 7 из 75 конгенеров хлор- и бромпроизводных обладают диоксиноподобной активностью, т.е. особо токсичны для окружающей среды. Из 135 возможных конгенеров хлор- и бромпроизводных дибензофуранов только 10 имеют сходную активность. А из 209 конгенеров ПХБ 13 обладают диоксиноподобной токсичностью [6].

С1

С1

С1

С1

С1

С1

С1

2,3,7,8-тетрахлордибензо-я-диоксин

2,3,4,7,8-пентахлордибензофуран

С1

а

С1

С1

а

3,3',4,4',5-пентахлорбифенил

Рисунок 1.1. Структурные формулы диоксиноподобных соединений

Все соединения диоксинового ряда характеризуются высокой температурой плавления (> 800 °С), низкой растворимостью в воде (0,2 мкг/л) и хорошей растворимостью в неполярных растворителях, устойчивостью к агрессивным средам и окислителям в отсутствии катализаторов, высокой способностью к адгезии к любым поверхностям. Как следствие, накопление или адсорбция этих веществ происходит в донных отложениях, взвешенных твердых частицах, золе, саже и жировых тканях организма, тогда как в водных средах в значительных количествах они не обнаруживаются. Эти свойства важны для прогнозирования образования диоксинов в ряде производственных процессов, а так же для определения методов анализа и очистки [7].

Диоксины присутствуют в природной среде в виде сложных смесей, каждый из компонентов которых имеет разную токсичность, в связи с чем в пробах реальных объектов природной среды сложно определить их общую токсичность и оценить экологическую опасность смеси.

Согласно стандартам ВОЗ токсичность каждого соединения ряда диоксинов определяется фактором токсической эквивалентности (ФТЭ) по отношению к наиболее токсичной форме (2,3,7,8-ТХДД) и называется диоксиновым эквивалентом (ДЭ) размерностью нг/кг [8], который рассчитывается сложением сумм факторов токсической эквивалентности (ФТЭ) (таблица 1.1.), умноженных

на концентрацию того или иного диоксиноподобного соединения, определяемую аналитически (формула (1.1.)).

ДЭ=ЦТХДД* ФТЭ0+ ЦТХДФ^ ФТЭ;)+ ЦПХБ;* ФТЭО (1.1)

Таблица 1.1. - Факторы токсической эквивалентности (ФТЭ) для 17 наиболее токсичных производных диоксинов

Диоксины Фактор Фураны Фактор

2,3,7,8-ТХДЦ 1 2,3,7,8-ТСОР од

1,2,3,7,8-ПХДД 0,5 2,3,4,7,8-РеСЭР 0,5

1,2,3,7,8-РеСОР 0,05

1,2,3,4,7,8-НхСБО од 1,2,3,4,7,8-НхСОР

1,2,3,6,7,8-НхСБО 1,2,3,7,8,9-НхСБР од

1,2,3,7,8,9-НхСБВ 1,2,3,6,7,8-НхСБР

2,3,4,6,7,8-НхСБР

1,2,3,4,6,7,8-НрСОБ 0,01 1,2,3,4,6,7,8-НрСОР 0,01

ОСОБ 0,001 1,2,3,4,7,8,9-НрСОР 0,01

ОСБР 0,001

Научной основой методов аналитического контроля качества объектов

природной среды является механизм поступления и трансформации в них

ксенобиотиков. Диоксины являются побочными продуктами производственных

процессов (пиролиза, отбеливания целлюлозы и пр.) химической,

нефтехимической и металлургической промышленностей, образуются при

горении полимеров (бытовых и медицинских отходов, древесины). Рассеивание в

атмосфере способствует трансграничному переносу диоксинов, поэтому их

распространение в природной среде носит глобальный характер: диоксины

обнаруживаются во всем мире в пробах почв, донных отложений, продуктах

питания, воды и воздуха [9]. Воздействие диоксинов и фуранов опасно для

12

живого организма: единовременное поступление в организм человека более 10" г

диоксинов может привести к патологическим изменениям кожи, таким как

хлоракне, очаговое потемнение кожи и нарушение функции печени. Длительное

11

воздействие малых доз (менее 10" г/кг) приводит к поражениям иммунной, нервной, эндокринной систем, репродуктивных функций и развитию нескольких

типов рака [10]. Фоновое воздействие диоксинов, попадающих в природную среду естественным путем (например, с лесными пожарами и извержениями вулканов) не влияет на здоровье человека [11]. Из-за высокой канцерогенности и мутагенности этого класса соединений, должны быть предприняты меры для снижения антропогенного вклада в фоновый уровень диоксинов и регулярного контроля их содержания в природной среде.

Пищевая цепь является основным путём поступления диоксинов в живые организмы. Многие страны (ЕС, США, Япония, Россия и др.) контролируют пищевые продукты на наличие диоксиноподобных токсикантов. В ряде стран приняты допустимые суточные дозы диоксиноподобных соединений, которые выражаются в пг на кг массы тела (ДСД): в Нидерландах - 4 пг/кг, Германии - 1 пг/кг, Канаде - < 10 пг/кг, Дании - 5 пг/кг, в Скандинавских странах - < 5 пг/кг, рекомендация ВОЗ - 10 пг/кг, в Японии - 100 пг/кг [12]. Исходя из этого были разработаны максимально допустимые уровни (МДУ) содержания диоксинов в продуктах питания. По данным агентства по охране окружающей среды США суточное поступление диоксинов составляет 1 пг на кг массы тела взрослого человека. Допустимая суточная доза диоксинов в России установлена на уровне 10 пг/кг массы тела человека. Уровни допустимого содержания диоксинов (в пересчете на 2,3,7,8-ТХДД) в питьевой воде, грунтовых водах, поверхностных водах в местах водозабора - 20 пг/л (№142-9/105 от 05.06.1991г., утв. МЗ СССР). Этим же документом установлены уровни допустимого содержания диоксина (в пересчете на 2,3,7,8-ТХДД) для следующих основных групп продуктов: молоко и молочные продукты (в пересчете на жир) - 5,2 нг/кг; рыба и рыбопродукты (съедобная часть) - 11,0 нг/кг; в пересчете на жир - 88,0 нг/кг; мясо и мясопродукты - мясо (съедобная часть) - 0,900 нг/кг в пересчете на жир - 3,3 нг/кг. Эти нормы уже устарели, так как диоксиноподобные соединения опасны и в меньших дозах.

1.1. Гибридные методы определения диоксинов

Контроль содержания диоксинов в объектах окружающей среды является одним из самых трудоемких [13] методов анализа химических веществ. Причинами этого являются:

- ультраследовые количества (концентрации 10"9 - 10"15 г/кг) в пробах объектов природной среды;

- неоднородный сложный состав проб объектов природной среды, большинство из компонентов которых мешают определению диоксинов.

Для анализа сложных смесей, содержащих диоксины, используют гибридные физико-химические инструментальные методы (далее по тексту - гибридные методы), основанные на предварительном хроматографическом разделении компонентов смеси с идентификацией разделенных соединений на масс-спектрометре.

Согласно [14] разработанная еще в 1970-х годах прошлого века процедура анализа диоксинов ориентирована на контроль содержания 2,3,7,8-ТХДД и состоит из следующих этапов: 1) отбор пробы объекта природной среды; 2) отделение идентифицируемых химических соединений (образца) от остальных компонентов пробы соответствующими органическими растворителями; 3) очистка образца от других органических веществ, сходных по составу и свойствам; 4) ГХ разделение тетрахлорированных изомеров 2,3,7,8-ТХДД; 5) MC детектирование молекулярных фрагментов, характерных для 2,3,7,8-ТХДД.

Аккредитованными методиками количественного определения диоксинов и фуранов гибридными методами в объектах окружающей природной среды (сточных водах, донных отложениях и т.п.) являются методики, разработанные агентством по охране окружающей среды США (US EPA (Environmental Protection Agency)). Самыми распространенными и широко используемыми являются US-EPA 8280В, 8290А, 8082А, 8290, 1613, 1668 [15, 16, 17, 18]. Кроме них, используются стандартные европейские методики определения диоксинов в стационарных источниках выбросов EN-1948, часть 1-3 [19] (таблица 1.2).

В России используют десять методик анализа ПХДД и ПХДВ, внесенных в реестр Госстандарта РФ. Методики включают в себя отбор проб, внесение

изотопно-меченных стандартов (метод изотопного разбавления), экстракцию, очистку на колонке с активированным углем, многослойной (кислотно-щелочной) колонке, колонке с окисью алюминия и собственно хромато-масс-спектрометрический анализ.

Таблица 1.2.- Гибридные методы и методики определения диоксиноподобных

соединений

Методика Описание метода Применение Размер проб и пределы обнаружения

Метод анализа: газовая хроматография с высоким разрешением/ масс-спектрометрия с высоким разрешением

US ЕРА 1613В (40 CRF Part 136) Определение четырех-шести хлорированных диоксинов и фуранов путем изотопного разбавления ГХВР/МСВР Имеет широкий спектр применения, в том числе для анализа проб ила, донных отложений, воды, почвы, тканей и т.п. Необходим для мониторинга питьевых и сточных вод. Размер пробы: 1 л (водной), 10 г (твердой/полутвердой), 25 г (ткани). Предел обнаружения: 5 ppq-питьевые воды; 10 ppq-водные образцы; 1 ррЬ-твердые/полутвердые образцы.

US ЕРА 8290 Анализ твердых отходов (SW 846) Определение ПХДЦ/ПХДФ методами ГХВР/ГХМС Применяется для обнаружения и количественного определения ПХДД/Ф в различных соединениях на уровнях рр1 и ррц. Размер пробы: аналогично 1613В. Предел обнаружения: 10 ppq-водные образцы; 1 рр1-твер дые/полутвердые образцы.

US ЕРА 1668А Анализ водных сред Определение хлорированных бифшшлов в воде, почвах, осадках и тканях методами ГХВР/ГХМС Определение 12 диоксиноподобных ПХБ путем количественного изотопного разбавления. Размер пробы: 1 л (водной), 10 г (твердой/полутвердой), 1 мл (химических отходов/масел), 25 г (ткани). Предел обнаружения: 10 ррд- водные образцы; 1 рр1- твердые/полутвердые образцы.

Метод анализа: газовая х спектромет роматография с высоким разрешением/ масс-рия с низким разрешением

US ЕРА 8280В Анализ твердых отходов (SW 846) Определение полихлорированных дибензо-и-диоксинов и полихлорированных дибензофуранов методами ГХВР/МСНР Применим к ряду биологических объектов, в том числе воде, почве, донным отложениям, летучей золе, химическим Размер пробы: 1 л (водной), 5-10 г (твердой/полутвердой), 1 мл (химических отходов). Предел обнаружения: 10 рр1- водные образцы; 1

образцам отходов, кубовым остаткам, мазуту, шламу. ррЬ- твердые/полутвердые образцы.

Как видно из таблицы 1.2, практически все методы нацелены на использование хромато-масс-спектрометрии [20].

Для большинства образцов может быть использована схема проведения анализа, представленная на рисунке 1.2 [21].

Рисунок 1.2. Схема проведения ГХ/МС анализа

В процедуру анализа входит экстракция определяемых компонентов подходящими растворителями, последующее хроматографическое их разделение и непосредственно масс-спектрометрия [22]. Применение хроматографии позволяет фракционировать соединения, значительно различающиеся по полярности. В качестве экстрагентов наряду с чистыми растворителями — толуолом, дихлорметаном, ацетоном, гексаном, пентаном, циклогексаном, применяют их комбинации: метиленхлорид/ацетон, толуол/метанол, гексан/метанол, метиленхлорид/гексан. Для определения ПХДД/ПХДФ в образцах, содержащих значительное количество токсикантов, при использовании высокоэффективной ГЖХ наиболее достоверные результаты получаются в случае

применения пламенно-ионизационного детектирования или детектора электронного захвата.

Надежным методом определения содержания ПХДД и ПХДФ в различных

матрицах является метод изотопного разбавления с детектированием с помощью

хромато-масс-спектрометра высокого разрешения, что обеспечивает достаточно

высокую чувствительность и селективность, необходимые при таком анализе [23],

10 1 ^

для идентификации и определения ультраследовых количеств (10" - 10" г/кг) наиболее токсичных диоксинов необходим хромато-масс-спектрометр высокого разрешения, высокоэффективная капиллярная колонка и наличие стандартов диоксинов с изотопной меткой. Одной из проблемой данного метода является сложность получения представительной пробы. Так, пробы воды отбирают в течение 4-24 ч, затем извлекают диоксины жидкостной экстракцией, при этом существует проблема «нужного количества», поскольку предел обнаружения искомой группы веществ должен быть обеспечен на уровне рр!:. Одновременно должна быть исключена возможность появления некорректных результатов: трудности при проведении определения ПХДД методом ГХ/МС связаны с необходимостью предварительной очистки экстрактов и принципиальными сложностями идентификации родственных по химической структуре изомерных соединений. Точность масс-спектрометрического анализа ТХДД во многих образцах из биологических и природных источников зависит от уровня их загрязненности такими соединениями, как ДДТ, ПХБ и токсафен (в микропримесях), которые мешают проведению анализа. При извлечении диоксинов и последующей их очистки возможно вымывание этих веществ и, следовательно, их утрата. Смесь диоксинов извлекается из пробы обычно экстракцией органическими растворителями. Для этого 1-20 л воды (в зависимости от содержания диоксинов) экстрагируют гексаном, бензолом или метиленхлоридом. Серьезную проблему при этом представляет взаимодействие диоксинов с веществом матрицы. Чем прочнее эта связь, тем хуже извлечение. Помимо всего прочего, в органических экстрактах, кроме диоксинов, содержатся

вещества биогенного и антропогенного происхождения, которые серьезно затрудняют дальнейший анализ [24].

Далее экстракт упаривают досуха, растворяют его в гексане, а затем методом ВЭЖХ очищают от примесей ПАУ и хлорированных соединений, затрудняющих идентификацию и определение целевых компонентов.

Объем полученного экстракта (50-100 мкл), в котором, помимо диоксинов, присутствуют другие соединения, анализируют на хромато-масс-спектрометре высокого разрешения в режиме селективного ионного детектирования. Тщательный выбор условий хроматографирования и использование компьютера для обработки данных позволяют определить изомеры ПХДД и ПХДФ, содержащие в молекуле четыре или более атомов хлора, из одной пробы. Результат получают измерением площадей сигналов и сравнения их с градуировочными графиками внешних стандартов и изотопно меченных внутренних стандартов (рисунок 1.З.). Внутренние стандарты вводятся до экстракции. Применение меченых стандартов, обеспечивающих идентификацию отдельных изомеров и высокую точность определения диоксинов, особенно важно в случаях, когда их концентрация в образцах находится на уровне рр1 и ниже. Погрешность на этом этапе анализа может возникнуть в связи с тем, что соединения, используемые в качестве внутренних стандартов, не всегда имеют высокую изотопную чистоту, что может привести к ошибкам при количественном анализе. Эти ошибки вызываются двумя причинами: 1) наложением пиков образца на пики характеристических ионов стандарта, что приводит к ошибкам в определении концентрации; 2) наложение пиков стандарта на пики характеристических ионов анализируемых соединений.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Гумерова, Гузель Ильдаровна, 2014 год

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Куценко, С.А. Основы токсикологии. -М.: Фолиант, 2004. — 570 с.

2. Райе, Р.Х., Гуляева, Л.Ф. Биологические эффекты токсических соединений.- Новосибирск: Изд-во Новосибрского Государственного университета, 2003.- 122 с.

3. Проблемы загрязнения окружающей среды и токсикологии/ Под ред. Дж.Уэра. — М.: Мир, 1993. — 191 с.

4. Ившин, В.П. Диоксины и диоксиноподобные соединения: пути образования, свойства, способы деструкции / Ившин В.П., Полушин Р.В.Марий Эл: Изд-во Марийского государственного университета, 2005. — 320 с.

5. Майстренко, В.Н., Клюев, Н.А. Эколого- аналитический мониторинг стойких органических загрязнителей.- М.: БИНОМ, 2004.- 323 с.

6. Safe, S.H. Toxicology of persistent organic pollutants / S.H. Safe, S.H.Safe // European Journal of Lipid Science and Technology. - 2000. - Vol. 102. - №1. -P.52-53.

7. Alcock. R.E. Dioxins in the Environment: A review of Trend Data / R.E.Alcock, K.C. Jones // Environmental Sciense and Technology. - 1996. - Vol. 30. - №11.- P.3133 - 3143

8. Safe, S. Polychlorinated biphenyls (PCBs), dibenzo-p-dioxins (PCDDs), dibenzofurans (PCDFs), and related compounds: Environmental and mechanistic considerations which support the development of toxic equivalency factors (TEFs)// CRC Crit. Rev. Toxicol.- 1990.- 21: 51-88.

9. Neubert, D. Reflections on the assessment of the toxicity of dioxins for humans, using data from experimental and epidemiological studies / D. Neubert // Teratogenesis, Carcinogenesis, and Mutagenesis. - 1997. - Vol.17. - №4-5. - P. 157-215

10. Русских, В. А., Лубянский, М.Л. // Гигиена труда и профессиональные заболевания.- 1984.- N 3.- С.13-16.

11. Потапов, А.И. Гигиенические подходы к оценке риска воздействия диоксинов на здоровье населения // Здравоохранение РФ.- 1999.-№4.-С. 18-20

12. Сова, P.E., Дмитренко, Н.П., Медведев, В.И., Сноз, С.В., Сноз, JI.JI., Жолдакова, З.И. Токсичность и иммунотоксичность полихлорированных дибензодиоксинов и дибензофуранов // Токсикологический вестник.- 1994. -№1.-С. 7-11.

13. Sylwia Oleszek-Kudlak, Etsuro Shibata, Takashi Nakamura, Xian-Wei Lia. Review of the Sampling and Pretreatment Methods for Dioxins Determination in Solids, Liquids and Gases// Journal of the Chinese Chemical Society.- 2007.- 54.- P. 245-262

14. Crummett, W.B., Stehl, R.H. Determination of chlorinated dibenzo-p-dioxins and dibenzofurans in various materials.// Environ Health Perspect.- 1973.-P. 15-25.

15. EPA Method 1613. Tetra-through Octa-Chlorinated Dioxins and Furans by Isotope Dilution HRGC/HRMS, US EPA Office of Water, 1994.

16. EPA Method 8290.Polychlorinated Dibenzodioxins (PCDDs) and Polychlorinated Dibenzofurans (PCDFs) by HighResolution Gas Chromatography/High-Resolution Mass Spectrometry (HRGC/HRMS), US EPA, 1994.

17. EPA Method 8280B. Polychlorinated Dibenzo-p-dioxins and Polychlorinated dibenzofurans by High Resolution Gas Chromatography/Low Resolution Mass Spectrometry (HRGC/LRMS), US EPA, 1998.

18. EPA Method 1668. Revision A, Chlorinated Biphenyl Congeners in Water, Soil, Sediment, and Tissue by HRGC/HRMS, US EPA, Office of Water, 1999.

19. EN 1948: 1-3. Stationary Source Emissions-Determination of the mass concentration of PCDDs/PCDFs-Part 1: Sampling. Part 2- Extraction and clean-up. Part 3- Identification and quantification, European Committee for Standarization, 1996.

20. Tong, H.Y. Comparison of quantitation of polychlorinated dibenzodioxins and polychlorinated dibenzofurans in complex environmental samples by high resolution gas chromatography with flame ionization, electron capture and mass spectrometric detection / H.Y. Tong, F.W.Karasek// Chemosphere. - 1986. - Vol.15. - №9-12 -P.l 141-1146.

21. http://www.medicusdoc.ru/med-docs-470-16.html

22. Eljarrat, E., Barcelö, D. Congener-specific determination of dioxins and related compounds by gas chromatography coupled to LRMS, HRMS, MS/MS and TOFMS.// Journal of Mass Spectrometry.- 2002.- Vol. 37.- P. 1105-117

23. Eric J. Reiner, Ray E. Clement, Allan B. Okey, Chris H. Marvin. Advances in analytical techniques for polychlorinated dibenzo-p-dioxins, polychlorinated dibenzofurans and dioxin-like PCBs.// Anal Bioanal Chem.-2006.- 4,- P. 791-806.

24. An enlightened approach to screening for dioxins/Environews. Forum // Environmental Health Perspectives. - 1997. - Vol.105. - №11 - P.l 176-1177

25. Review Advances in analytical techniques for polychlorinated dibenzo-p-dioxins, polychlorinated dibenzofurans and dioxin-like PCBs./ Reiner EJ, Clement RE, Okey AB, Marvin CH.// Anal Bioanal Chem.- 2006.- 386(4).- P. 791-806.

26. The analysis of dioxins and related compounds./ Reiner EJ.// Mass Spectrom Rev.- 2010.- 29(4).- P. 526-559.

27. Karen MacPherson and Dr. Eric Reiner. Fast Analysis of Dioxin and Related Compounds Using an Rtxfi -5MS. Column Ontario Ministry of the Environment. Copyright 2002, Restek Corporation. - № 59343

28. Review Environmental immunoassays and other bioanalytical methods: overview and update./ Sherry J.// Chemosphere.- 1997.- 34(5-7).- P. 1011-1025.

29. US EPA (2002) Method 4025: Screening for polychlorinated dibenzodioxins and polychlorinated dibenzofurans (PCDD/Fs) by immunoassay. US Environmental Protection Agency, Washington, DC.

30. Biochemical analysis of dioxin-like compounds in sediment samples from Osaka Bay, Japan./ Takigami H, Sakai S, Brouwer A.// Environ Technol.-2005.- 26(4).- P. 459-69.

31. Validation and interpretation of CALUX as a tool for the estimation of dioxin-like activity in marine biological matrixes./ Windal I, Van Wouwe N, Eppe G, Xhrouet C, Debacker V, Baeyens W, De Pauw E, Goeyens L.// Environ Sci Technol.- 2005.- 39(6).- P. 1741-1748.

32. Electrochemical biosensors: recommended definitions and classification./ Thevenot DR, Toth K, Durst RA, Wilson GS.// Biosens Bioelectron.- 2001.- 16(1-2).-P. 121-31.

33. Farre M., Perez S., Goncalves C., Alpendurada M.F., Barcelo D. Green analytical chemistry in the determination of organic pollutants in the aquatic environment.// TrAC Trends Anal. Chem.- 2010.- 29.- P. 1347-1362.

34. Rebe Raz S., Haasnoot W. Multiplex bioanalytical methods for food and environmental monitoring.// TrAC Trends Anal. Chem.- 2011.- 30.- P. 15261537.

35. Dioxin-Like TEQ of women from the Seveso, Italy area by ID-HRGC/HRMS and CALUX./ Warner M, Eskenazi B, Patterson DG, Clark G, Turner WE, Bonsignore L, Mocarelli P, Gerthoux P.M., J Expo.// Anal Environ Epidemiol.- 2005.- 15(4).- P. 310-8.

36. Validation of the CALUX bioassay for PCDD/F analyses in human blood plasma and comparison with GC-HRMS./ Van Wouwe N, Windal I, Vanderperren H, Eppe G, Xhrouet C, Massart AC, Debacker N, Sasse A, Baeyens W, De Pauw E, Sartor F, Van Oyen H, Goeyens L.// Talanta.- 2004.- 63(5).- P. 1157-1167.

37. Electrochemical impedance determination of polychlorinated biphenyl using a pyrenecyclodextrin-decorated single-walled carbon nanotube hybrid./ Wei Y, Kong LT, Yang R, Wang L, Liu JH, Huang XJ.// Chem Commun (Camb).-2011.-47(18).-P. 5340-2.

38. Recent advances in biosensor techniques for environmental monitoring./ Rogers KR.// Anal Chim Acta.- 2006.- 568(1-2).- P. 222-231.

39. Silva E., Mascini M., Centi S., Turner A.P.F. Detection of polychlorinated biphenyls (PCBs) in milk using a disposable immunomagnetic electrochemical sensor.// Anal. Lett.- 2007.- 40.- P. 1371-1385

40. Quartz crystal microbalance immunosensor for highly sensitive 2,3,7,8-tetrachlorodibenzo-p-dioxin detection in fly ash from municipal solid waste incinerators./ Kurosawa S, Aizawa H, Park JW.// Analyst.- 2005.- 130(11).- P. 1495-1501.

41. Sanvicens N., Mannelli I., Salvador J.P., Valera E., Marco M.P. Biosensors for pharmaceuticals based on novel technology.// TrAC Trends Anal. Chem.- 2011.- 30.-P. 541-553.

42. Review Microbial biosensors: a review./ Su L, Jia W, Hou C, Lei Y. // Biosens Bioelectron.- 2011.- 26(5).- P. 1788-1799.

43. Будников, Г.К. Основы современного электрохимического анализа: учебное пособие / Г. К. Будников, В. Н. Майстренко, М. Р. Вяселев. - Москва : БИНОМ. Лаборатория Знаний : Мир, 2003. - 592 с.

44. Trends in Dioxin Emissions and Exposure in the United States [электронный ресурс].- 2002.- Режим доступа: http://www.trifacts.org/dioxin/index.htm

45. Windal I, Denison MS, Birnbaum LS, Van Wouwe N, Baeyens W, Goeyens L. Chemically activated luciferase gene expression (CALUX) cell bioassay analysis for the estimation of dioxin-like activity: critical parameters of the CALUX procedure that impact assay results.// Environ Sci Technol.- 2005.39.- P.7357-7364

46. Слепченко, Г.Б., Пикула, Н.П., Акенеев, Ю.А., Мартынюк, О.А. Современное состояние электрохимических методов контроля вод на содержание органических и неорганических экотоксикантов.// Сборник материалов III Российско-германского семинара «КарлсТом 2008:

высокоразбавленные системы: массоперенос, реакции и процессы».- Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2008— С. 72— 74

47. Gavlasova P., Kuncova G., Kochankova L., Mackova M. Whole cell biosensor for polychlorinated biphenyl analysis based on optical detection.// Int. Biodeterior. Biodegrad.- 2008.- 62.- P. 304-312.

48. Simple and high-sensitivity detection of dioxin using dioxin-binding pentapeptide./ Inuyama Y, Nakamura C, Oka T, Yoneda Y, Obataya I, Santo N, Miyake J.// Biosens Bioelectron.- 2007.- 22(9-10).- P. 2093-2099.

49. Evaluation of PCDD/Fs characterization in animal feed and feed additives./ Kim M, Kim S, Yun SJ, Kwon JW, Son SW.// Chemosphere.- 2007.-69(3).- P. 381-386.

50. Кулис, Ю.Ю. Аналитических системы на основе иммобилизованных ферментов.- Вильнюс: Мокслас, 1981.- 200 с.

51. Review An overview of foodborne pathogen detection: in the perspective of biosensors./ Velusamy V, Arshak K, Korostynska O, Oliwa K, Adley CM Biotechnol Adv.- 2010.- 28(2).- P. 232-254.

52. Дамаскин, Б.Б., Петрий, О. А. Электрохимия.- Москва, 1987 - 297

с.

53. Ashok Mulchandani. Principles of Enzyme Biosensors.// Enzyme and Microbial Biosensors Methods in Biotechnology.- 1998.- Vol. 6.- P. 3-14

54. Рубин, А.Б. Теоретическая биофизика.- M.: высшая школа, 1987. — 55 с

55. Гумерова Г.И., Галиева А.Т., Гоголь Э.В. Методика определения диоксиноподобных токсикантов // Научный журнал «Вестник КГТУ им. А.Н. Туполева». - 2013 - № 1 - С. 125-130

56. Jun-Yan Hong. Genetic polymorphism of Cytochrome P450 as a Biomarker of Susceptibility to Environmental Toxicity/Jun-Yan Hong, Chung S.Yang // Environmental Health Perspectives Supplements. - 1997. - Vil.5. — Suppl.4. - P.769-761

57. Guengerich, F. P. Human cytochrome P450 enzymes, in Cytochrome P450: Structure, Mechanism, and Biochemistry /Ortiz de Montellano, P. R., ed// Kluwer Academic/Plenum Press, New York.- 2005.- P. 377-530

58. Nelson, D. R., Koymans, L., Kamataki, Т., Stegeman, J. J., Feyereisen, R., Waxman, D. J.,Waterman, M. R., Gotoh, O., Coon, M. J., Estabrook, R.W., Gunsalus, I. C., and Nebert, D.W. P450 superfamily: update on new sequences, gene mapping, accession numbers, and nomenclature.// Pharmacogenetics.- 1996.- 6.- P. 1—42

59. Kent UM, Juschyshyn MI, Hollenberg PF. Mechanism-based inactivators as probes of cytochrome P450 structure and function.// Curr Drug Metab.- 2001.- 2(3).- P. 215-43.

60. Черняк, Ю.И., Портяная, Н.И. и др. Определение энзиматической активности цитохрома Р450 (CYP) 1А2 у «шелеховских» пожарных.// Токсикологический вестник.- 2002.- №2. - С. 5-10

61. Митрофанов, И.В. и др. «Морфология, патология и химическое загрязнение рыб о. Балхаш, Казахстан».- Алматы: «Tethys», 2000.- 71 с.

62. The role of the cytochromes P450 in the detoxication and activation of drugs and other chemicals: The 1990 pharmaceuticals manufactures association of Canada Keynote Lecture/ P.I.Parke, Ionnides Costas, D.F.V.Lewesd//Can.J.Physiol, and Pharmacol. - 1991. - Vol.69. - №5. - P.537-549. - Реф. в: РЖБиохим/ВИНИТИ. - 1992. - 2Д5002

63. Huang P, Rannug A, Ahlbom E, Hakansson H, Ceccatelli S. Effect of 2,3,7,8-tetrachlorodibenzo-p-dioxin on the expression of cytochrome P450 1A1, the aryl hydrocarbon receptor, and the aryl hydrocarbon receptor nuclear translocator in rat brain and pituitary.// Toxicol Appl Pharmacol.- 2000.- 169(2).-P. 159-167.

64. Гуляева, Л.Ф. Микросомная монооксигеназная система живых организмов в биомониторинге окружающей среды. Аналитический обзор. / Гуляева Л.Ф., Гришанова А.Ю. и др. // ГПНТБ. - Новосибирск, 1994 - 98 с.

65. Guengerich, F. P., and Munro, A. W. Unusual cytochrome P450 enzymes and reactions.// J. Biol. Chem.- 2013.- 288.- P. 17065-17073

66. Krest, С. M., Onderko, E. L., Yosca, Т. H., Calixto, J. C., Karp, R. F., Livada, J., Rittle, J., and Green, M. T. Reactive intermediates in cytochrome P450 catalysis.// J. Biol. Chem.- 2013.- 288.- 17074-17081

67. Влияние диоксинов на здоровье человека. Сибиряк С.В.- дмн, профессор.. УрО РАН; Курчатова Н.Н.- к.б.н,; Амирова З.К. д.х.н., БРЭЦ, Сибиряк Д.С. УрО РАН, к.м.н. / http://www.ecology.bash.ru/index.php?option=com content&view=article&id=21: —catid=8:—&Itemid=10

68. Шкроб, A.M. Журнальная версия «Молекулы лечат»// «ХиЖ -XXI»,- 1998.-№№ 1-3

69. Голиков, С.Н. Общие механизмы токсического действия./ Голиков С.Н., Саноцкий И.В., Тиунов JI.A..- JL: Медицина, 1986. - 286 с.

70. Claassen C.D. Toxicology . The basic Science of poisons. / Claassen C.D.// New York, Chicago, Toronto, London. Sixth Edition -2001 - P. 1236

71. Егорова, Т. А., Клунова, C.M., Живухина, E.A. Основы биотехнологии: учеб. пособие для высш. Пед. Учеб. заведений. - М.: Издательский центр «Академия», 2006. - 208 с.

72. Дзядевич, С.В. Амперометрические биосенсоры. Основные принципы работы и особенности датчиков разных генераций.// Бюпол1мери i юнтина.- 2002.- Т. 18. № 1.- С. 13-25

73. Медянцева, Э.П., Будников, Г.К., Бабкина, С.С. Ферментный амперометрический датчик для определения токсикантов.// «Современные приборы и оборудование для химических и спектральных лабораторий». Материалы семинара об-ва «Знание» РСФСР. Моск. дом научн. тех.проп.-М.- 1990.- С.61-65.

74. Будников Г.К., Каргина О.Ю., Абдуллин И.Ф. Переносчики электронов в электрохимических методах анализа.// Журн.анал.химии.-1989.- Т.44.- № 10.- С.1733-1752.

75. Baars, A., M. Sluyters-Rehbach, J. H. Sluyters. Application of the Dropping Mercury Microelectrode in Electrode Kinetics.// Journal of Electroanalytical Chemistry.- 1994.- P. 189.

76. Есида, К. Электроокисление в органической химии.- М:- «Мир», 1987.-336с.: ил.

77. Бабко, А.К. и др. Физико- химические методы анализа.- М.: Высшая школа, 1968- 335 е.: ил.

78. Шорникова, О.Н., Максимова, Н.В., Авдеев, В.В. Связующие для полимерных композиционных материалов: учебное пособие.- Москва, 2010. — 52 с.

79. Beguin F., Frakowiak Е. Carbons for electrochemical energy storage and conversional systems.// CRS Press.- 2010.- p. 518.

80. O'Dea, J. J., J. Osteryoung, R. A. Osteryoung. Theory of Square Wave Voltammetry for Kinetic Systems// Analytical Chemistry.- 1981.- 53.- P. 695.

81. Селезнев A.H. Углеродистое сырье для электродной промышленности.- М.: Профиздат, 2000,- 256 с.

82. Электроды в вольтамперометрии: учебно- методическое пособие./ Сост. Э.А. Захарова, Ю.А. Акенеев, Г.Б. Слепченко.- Томск, 2004.58 с.

83. Плесков, Ю.В. Синтетический алмаз в электрохимии.// Успехи химии.- 1999.- 68 (5)

84. Тарасевич, М.Р. Электрохимия углеродных материалов.- М.: Наука, 1984.-253 с.

85. Витер, И.П., Каменев, А.И., Сидаков, А.А., Зыган, В.Н. Инверсионное вольтамперометрическое и хронопотенцио-метрическое определение цинка, кадмия, свинца и меди с использованием электродов из стеклоуглерода и углеситалла// Журнал аналитической химии.- 1994. -Т. 49, Вып. 12.- С. 1295-1298

86. Симамура, С. Углеродные волокна.- М.: «Мир», 1987. - 304 с.

87. Шевелева, И.В., Земскова, Л.А., Войт, А.В., Железнов, С.В., Курявый, В.Г. Взаимосвязь электрохимических и структурных свойств модифицированных углеродных волокон // Журнал прикладной химии. -2007.- Т. 80, № 5.- С. 761-766.

88. Конкин, А.А. Углеводородные и другие жаростойкие волокнисты материалы.- М.: Химия, 1974.- 376 с.

89. Улахович, Н.А., Медянцева, Э.П., Будников, Г.К. Угольный пастовый электрод как датчик в вольтамперометрическом анализе// Журн.аналит.химии.- 1993.- т.48. вып.6.- С. 980-998

90. Moane Siobhan, Smyth Malcolm R., O'Keeffe Michael. Different-pulse voltammetric determination of clenbuterol in Bovine urine using a nafion-modified carbon paste electrode. //Analist.- 1996.- V. 121.- №2.- P. 263-267.

91. Иванова, H.B. Инверсионно- вольтамперометрическое определение свинца с использованием стеклоуглеродного электрода./ Н.В. Иванова, О.Н. Булгакова, В.А. Невоструев, И.П. Кириенко.// Ползуновский вестник.- 2008.- № 3. - С. 148-153

92. Иванов, А.Н. Электрохимические холинэстеразные сенсоры на основе модифицированных углеродных электродов: автореф. дис. канд.хим.наук: 02.00.02/ Иванов Алексей Николаевич,- Казань, 2002.- 19 с.

93. Kutner, W. Analytical aspects of chemically modified electrodes: classification, critical evaluation and recommendations / W. Kutner, J. Wang, M. L'her, R.P. Buck // Pure and Appl. Chem. 1998.-V. 70, N. 6.-P. 1301-1318.

94. Volotovsky V., Soldatkin A.P., Shul'ga A.A., Rossokhaty V.K., Strikha V.I., El'skaya A.V. Glucose-sensitive ion-selective field-effect transistor based with additionnal positively charged membrane. Dinamic range extension and reduction of buffer concentration influence on the sensor response.// Anal.Chim.Acta.- 1996.- V.322.- P.77-81.

95. Шайдарова, Л.Г., Будников, Г.К. Химически модифицированные электроды на основе благородных металлов, полимерных пленок или их

композитов в органической вольтамперометрии.// Журнал аналитической химии.- 2008.- том 63.- № 10.- С. 1014-1036

96. Ваганова, M.JI. Вольтамперометрия ионов металлов на угольно-пастовом электроде, модифицированном дитизоном,- Тверь, 2000.- 111 с.

97. Геворгян, А.М., Марифова, З.А., Минченко, А.Н., Калядин, В.Г.. К вопросу использования угольно- пастового электрода для инверсионно-вольтамперометрического определения таллия.// Аналитика и контроль.-2009.- Т. 13, № 4.- С. 203-207

98. Использование адсорбционной квадратноволновой инверсионной вольтамперометрии на электроде из угольной пасты для определения амлодипина бецилата в составе лекарственных препаратов / M. Kazemipour [и др. ] // Журнал аналитической химии. - 2009. - Т. 64, N 1. - С. 74-79

99. Madhusudana, Reddy T. Voltammetric Behavior of Some Fluorinated Quinolone Antibacterial Agents and Their Differential Puise Voltammetric Détermination in Drug Formulations and Urine Samples using a B-Cyclodextrin Modified Carbon Paste Electrode / T. Madhusudana Reddy, K. Balaji, S. Jayarama Reddy // Журнал аналитической химии. - 2007. - N 2. - С. 186-194.

100. Колпакова, H.А., Августинович, О. А., Гольц, Л.Г. Механизм и кинетика электродных процессов на графитовом электроде в системе рений (+7)- рений. // Фундаментальные исследования.- 2004.- № 3. - С. 70-71

101. Темерев, С. В., Петров, Б. И. Электрохимический способ определения ртути модификацией графитового электрода ионной жидкостью. Патент № 2324169 от 10.05.2008

102. Яковлев, А.В. Научно-технологические основы электрохимического синтеза терморасширяющихся соединений графита в азотнокислых электролитах: автореф.дисс.докт.техн.наук: 02.00.05/ Яковлев Андрей Васильевич.- Саратов, 2006.- 40 с.

103. Носкова, Г.Н., Захарова, Э.А., Чернов, В.И. и др. Свойства и применение золотоуглеродсодержащих композитных электродов в

электрохимических методах анализа.// Известия Томского политехнического университета.- 2012.- Т.320, № 3.- С. 109-115

104. Виноградова, Е. Н., Галлай, 3. А., Финогенова, 3. М. Методы полярографического и амперометрического анализа.- Москва: Изд-во МГУ, 1963.- 302 с.

105. Перфилов, С.А., Караева, А.Р., Хасков, М. А., Митберг, Э.Б. Описание изобретения к евразийскому патенту № 014903 В1 от 28.02.2011

106. Выдра, Ф., Штулик, К., Юлакова, Э. Инверсионная вольтамперометрия.- Москва, 1980.- 278 с.

107. Дин, К. Исследование методом циклической вольтамперометрии каталитического действия электроосажденного оксида марганца на реакцию электрохимического восстановления кислорода в тетрафторборате 1-этил-З-метилимидазолия - низкотемпературной ионной жидкости - на стеклоуглеродном электроде / К. Дин // Электрохимия. - 2009. - Т. 45, № 3. -С. 340-345.

108. Иванов, Ю.И. Ртутно-каломельный стеклоуглеродный электрод.// Симпозиум с международным участием «Теория и практика электроаналитической химии», посвященный 100-летию со дня рождения А. Г. Стромберга.- 2010

109. Будников, Г.К., Лабуда, Я. Химически модифицированные электроды как амперометрические сенсоры в электроанализе.// Успехи химии.- 1992.- Т.61, вып.8.- С. 1491-1514

110. Drummond T.G., Hill M.G., Barton J.K. Electrochemical DNA sensors // Nat. Biotechnol.- 2003.- V. 21.- P. 1192-1199

111. Kerman K., Kobayashi M., Tamiya E. Recent trends in electrochemical DNA biosensor technology // Meas. Sci. Technol.- 2004.- V. 15.-P. Rl-Rll.

112. Подловченко, Б.И., Андреев, B.H.. Электрокатализ на модифицированных полимерами электродах.// Успехи химии,- 2002.- С. 950966

113. Мочалова, О. В., Кузнецов, В. А., Соцкая, Н. В., Долгих, О. В., Вережников, В. Н. Модифицирование поверхности электрода пленками интерполимерного комплекса с включением наночастиц никеля.// Конденсированные среды и межфазные границы.- 2011.- Том 13, № 4,- С. 471-477

114. Верницкая, Т.В., Ефимов, О.Н. Полипиррол как представитель класса проводящих полимеров (синтез, свойства, приложения)// Успехи химии.- 1997.- Т. 66. № 5.- С. 489-505.

115. Клюев, С.А. Макромолекулы: Монография. ЮО ИО РАН.-Геленджик, 2012.- 121 с.

116. Пуд, А. А., Шаповал, Г.С., Виноградный, П.Г. Электрохимическая полимеризация пиррола в полимерных матрицах // Электрохимия.- 2000. - Т.36. - №4. - С. 503.

117. Яковлева, А.А. Электрохимия полипиррольных пленок в водных средах. Характер связи аниона с матрицей // Электрохимия,- 2000. -Т.36., №12. - С. 1440-1447.

118. Clement, R. Е. Ultratrace dioxin and dibenzofuran analysis: Thirty years of advances.// Anal. Chem.- 1991.- 63.- 1130A-1139A.

119. Кхалдун, M., Максимов, Ю.М., Подловченко, Б.И., Тарасевич, Б.Н. Электрохимическое поведение пленок полиэтиленимина степени их сшивания и рН раствора фона.// Электрохимия,- 1994.- том 30, № 7.- С. 886891

120. Тагер, А.А. Физико-химия полимеров: учебное пособие для хим. фак. ун-тов / А. А. Тагер; под ред. А. А. Аскадского. - 4-е изд., перераб. и доп.- М.: Научный мир, 2007. - 573с.

121. Mark W. Verbrugge, Peter N. Pintauro. Transport models for IonExchange Membranes.// Modern Aspects of Electrochemistry.- 1989.- Volume 19.-P. 1-67

122. Ed. M. Aldissi. Intrinsically Conducting Polymers: an Emerging Technology.- Dordrecht: Kluwer Academic, 1993.- P. 165

123. Michael E G Lyons. Electroactive Polymer Electrochemistry // Methods and Applications 1st, New York, Plenum Press.- 1996.- Vol. 2.- P. 332

124. R.W. Murray. In Molecular Design of Electrodes Surfaces. /Ed. R.W. Murray.// Wiley, New- York.- 1992.- P. 1-48

125. Schmehl, Russell H.; Murray, Royce W. The effect of redox site concentration on the rate of mediated oxidation of solution substrates by a redox copolymer film.// Journal of Electroanalytical Chemistry and Interfacial Electrochemistry.- 1983.- 152(1-2).- P. 97-109.

126. Малев, B.B., Кондратьев, B.B., Тимонов, A.M., Полимер-модифицированные электроды. Монография.- Санкт-Петербург: «Нестор-История», 2012. — 346 с.

127. Serge Cosnier. Biomolecule immobilization on electrode surfaces by entrapment or attachment to electrochemically polymerized films. A review.// Biosensors & bioelectronics.- 1999.- 14(5).- P. 443-456.

128. Гоголь, Э.В. Сравнительная характеристика амперометрических холинэстеразных сенсоров на основе углеродистых материалов для детектирования остаточных количеств пестицидов: автореф.дисс.канд.хим.наук: 03.00.16/ Гоголь Эллина Владимировна.-Казань, 2000.- 23 с.

129. Лукачева, Л.В., Закемовская, А. А., Карякина, Е.Е. и др. Определение глюкозы и лактозы в продуктах питанияс помощью биосенсоров на основе берлинской лазури.// Журнал аналитической химии.-2007.- том 62 № 4.- С. 429-435

130. Осина, М.А., Киселев, Г.А., Богдановская, В.А., Яминский, И.В. Структура и электрокаталитические свойства композитного материала пероксидаза- нафион.// Электрохимия.- 2009.- том 45 № 8.- С. 952-959

131. Сапурина, И.Ю., Компан, М.Е., Малышкин, В.В. и др. Свойства протонпроводящих мембран типа «Нафион» с поверхностными наноразмерными слоями электропроводящего полианилина.// Электрохимия.- 2009.- том 45 № в.- С. 744-754

132. Taxep, M.А., Маджиди, Ф., Мохадеси, А. Электрохимическое и электрокаталитическое поведение пленки сафранина О и нафиона, осажденной на стеклоуглеродный электрод.// Электрохимия.- 2009.- том 45, № 10.- С. 1244-1251

133. Березин, И.В., Клесов, A.A., Швядас, В.К. и др. Инженерная энзимология.- М.: Высшая школа, 1987.- 144 с.

134. Иммобилизованные клетки и ферменты. /Под редакцией Дж.Вудворда. - М.: Мир, 1988. - 215 с.

135. http://www.biotechnolog.ru/prombt/prombtlO 1 .htm

136. Шумянцева, В.В., Микрокантилеверные и электрохимические биосенсоры для исследования белок- белковых взаимодействий / В.В. Шумянцева, Ю.О. Рудаков, П.А. Французов // Итоговая конференция по результатам выполнения мероприятий за 2008 год в рамках приоритетного направления «Живые системы» ФЦП «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно- технологического комплекса России на 2007-2012 годы».- Москва, 2008- С. 161.

137. Гуляева, Л.Ф. Ферменты биотрансформации ксенобиотиков в химическом канцерогенезе. Аналитический обзор./ Гуляева Л.Ф., Вавилин В.А., Ляхович В.В.// ГПНТБ. - Новосибирск, 2000. - 90 с.

138. Cristina R. Ispas, Georgeta Cri vat & Silvana Andreescu. Review: Recent Developments in Enzyme-Based Biosensors for Biomedical Analysis.// Analytical Letters.- 2012,- Volume 45, Issue 2-3.- P. 168-186

139. Шишацкая, Е.И. Микроинкапсулирование даунорубицина с использованием биоразрушающегося полимерного матрикса.// Антибиотики и химиотерапия.- 2008.-N 9-10.-С.З-8.

140. David АЕ, Yang A J, Wang NS. Enzyme stabilization and immobilization by sol-gel entrapment.// Methods Mol Biol.- 2011.- vol.679.- P. 4966

141. Майстренко, В.Н. Эколого-аналитический мониторинг супертоксикантов / В.Н. Майстренко, Р.З. Хамитов, Г.К. Будников. - М.: Химия, 1996.-319 с.

142. Способ получения иммобилизованной уреазы [Текст]: пат. 2294369 Рос. Федерация: МПК7 C12N11/14/ Воробьева О.В., Кунижев С.М., Анисенко О.В., Филь A.A., Бородина Т.Н.; заявитель и патентообладатель Ставропольский государственный ун-т.- № 2004115002/13; заявл. 17.05.04; опубл. 10.11.05.

143. Способ иммобилизации алкогольоксидазы [Текст]: пат. 2010858 Рос. Федерация: МПК7 C12N11/08, G01N27/40 Марцинкявичене Й.А., Кулис Ю.Ю., Лауринавичус В.А.; заявитель и патентообладатель Институт биохимии Литовской академии наук.- № 5008288/13; заявл. 03.07.91; опубл. 15.04.94.

144. Фермент лавастин эстераза, иммобилизованный на твердом носителе, способ иммобилизации фермента, биокатализируемый проточный реактор и способ очистки симвастатина [Текст]: пат. 2475538 Рос. Федерация: МПК7 C12N11/08, C12N11/12, С12М1/40, С12Р17/06 / Осташевский Р., Кошелевский Д., Курек В., Патральская Д.; заявитель и патентообладатель Институт хемиорганичней, Польская академия наук.- № 2010122385/10; заявл. 18.01.08; опубл. 20.02.13, Бюл. № 5.- 30 е.: ил.

145. Способ получения иммобилизованных ферментов [Текст]: пат. 2054481 Рос. Федерация: МПК7 C12N11/08/ Горленко Л.Е., Емельянова Г.И., Зверев М.П., Лунин В.В.; заявитель и патентообладатель Химический факультет МГУ им. М.В. Ломоносова.- опубл. 20.02.96.

146. Кристалл белка, сшитого многофункциональным сшивающим агентом (варианты), устройство, содержащее этот кристалл, и способ получения аспартама [Текст]: пат. 2124052 Рос. Федерация: МПК7 C12N11/00, С12Р21/02/ Мануэль А. Нэвиа, Нэнси Л.Ст. Клэр; заявитель и патентообладатель Вертекс Фармасьютикалз Инкорпорейтед.- № 93005166/13; заявл. 30.07.91; опубл. 27.12.98.

147. Способ иммобилизации трипсина [Текст]: пат. 2437936 Рос. Федерация: МПК7 C12N11/18 / Попова В.М., Лукина В.А., Ярыгина Е.И. и др.; заявитель и патентообладатель Государственное научное учреждение Всероссийский научно- исследовательский и технологический институт биологической промышленности РАСХН.- № 2010124270/10; заявл. 17.06.10; опубл. 27.12.11.-БИ№ 36.

148. Kiceniuk, J.W., Ray, S. (eds) Analysis of contaminants in edible aquatic resources.// VCH, New York, Ch.- 1994.- 4.- P. 347-377.

149. Гошль, Э.В., Тунакова, Ю А, Гумерова, Г.И., Исхакова, М.Н., Богданова, ДА Экспресс- анализ в экохимии. // Научный журнал «Вестник Казанского технологического университета». — 2013 .- Т. 16, № 1. — С. 163-167

150. http://crowngold.narod.ru/articles/dioxini.htm

151. Guardigli A., Chow W., Lefar M.S., Agrie J. Determination of some acidic herbicides by thin-layer chromatography // Food Chem.- 1971.- 19(6).- P. 1181-2

152. Методика определения токсичности воды и водных вытяжек из почв, осадков сточных вод, отходов по смертности и изменению плодовитости цериодафний. ФР. 1.39.2007.03221

153. Методика определения острой токсичности питьевых, пресных природных и сточных вод, водных вытяжек из почв, осадков сточных вод и отходов по смертности дафний (Daphnia magna straus). ПНД Ф Т 14.1:2:4.1206; Т 16.1:2.3:3.9-06.- Москва.- 2006

154. Временная инструкцией по подготовке проб при определении экспериментальным методом класса опасности отходов для окружающей природной среды № 247 от 25.03.2002

155. Критерии отнесения опасных отходов к классам опасности для окружающей природной среды № 511 от 15.06.2001

156. МУ 08-47/189 «Вода природная, питьевая, технологически чистая, очищенная сточная. Вольтамперометрический метод измерения массовых концентраций фенола. Томск

157. Полярография в химии и технологии полимеров [Текст] : монография / В. Д. Безуглый. - 3-е изд., перераб. и доп. - Москва : Химия, 1989.-256 с. : ил.

158. Гоголь, Э.В., Глебов, А.Н., Гумерова, Г.И. Вольтамперометрический анализатор для определения содержания фенола в пробах воздуха рабочей зоны. // Научный журнал «Вестник КГТУ им. А.Н. Туполева». - 2009 - №2 - С. 54-56

159. Бонд, A.M. Полярографические методы в аналитической химии. Перевод с английского докт. хим. наук, проф. С. И. Жданова и канд. хим. наук А. И. Каменева.- М.: Химия, 1983.- 328 с.

160. Электроаналитические методы в контроле окружающей среды./ Под ред. Р. Кальвода.- М.: Химия, 1990.- 240 с.

161. Загидуллин, Р.Ш. Lab VIEW в исследованиях и разработках.- М.: Горячая линия- Телеком, 2005.- 352 е.: ил.

162. Сергиенко, А.Б. Цифровая обработка сигналов.- СПб.: Питер, 2002.- 608 е.: ил.

163. Алексеев, О.В., Головков, A.A., Пивоваров, И.Ю. Автоматизация проектирования радиоэлектронных средств: учебное пособие для вузов/ Под ред. О.В. Алексеева.- М.: Высшая школа, 2000.- 479 е.: ил.

164. Платы L-761, L- 780 и L- 783: Техническое описание и инструкция по эксплуатации.- М.: ЗАО «L- Card», 1999

165. Колчков В.И. Метрология, стандартизация и сертификация: учебное пособие. - М.: Изд-во МГМУ, 2011 - 176 с.