РАДИОХИМИЧЕСКОЕ И ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ДИНАМИКИ ПРОХОЖДЕНИЯ ИОНОВ ЧЕРЕЗ МОДЕЛЬНЫЕ ФЕРМЕНТСОДЕРЖАЩИЕ МЕМБРАНЫ
Никольская Е. Б., Юринская В. Е., Медянцева Э. П.
Институт эволюционеной физиологии и биохимии им. И.М. Сеченова РАН, 194223 Санкт-Петербург
Разработана методика изучения
ионного транспорта через ферментсодержащие модельные мембраны,
учитывающая поглощение ионов мембраной и их взаимодействие с ферментом.
Методика заключается в одновременной регистрации радиоактивности
раствора и мембраны и отклика потенциометрического или амперометрического
биосенсора на основе этой мембраны. В работе использовали растворы
хлорида цинка, нитрата таллия (I) и хлорида стронция, меченых
радиоактивными изотопами цинка-65, таллия-204 и етронция-85 соответственно.
Модельные мембраны были приготовлены иммобилизацией холинэстеразы
сыворотки крови лошади (КФ 3.1.1.8, ХЭ) в различных материалах:
желатине, нитрат целлюлозе, ацетилцеллюлозе и фторопласте с последующим
ковалентным связыванием глутаровым альдегидом. Радиоактивность
мембран и раствора измеряли сцинтилляционным методом. Потенциометрическим
датчиком служил рН-метрический электрод с ПВХ плоской мембраной,
амперометрическим - стандартный ртутно-пленочный электрод
с серебряной подложкой. Показано, что уравновешивание фторопластовых,
ацетилцеллюлозных и нитрат целлюлозных мембран по ионам цинка
и таллия происходит за 10 минут независимо от толщины мембраны
и активности иммобилизованного в ней фермента. Это время соответствует
времени отклика потенциометрического ферментного сенсора с той
же мембраной. Что касается желатиновой мембраны, то ее уравновешивание
требует нескольких часов, при этом потенциал сенсора так и не
меняется. Фоновые желатиновые мембраны (без ХЭ) по количеству
сорбированных ионов и времени уравновешивания не отличаются от
ферментсодержащих, что говорит о полном сорбировании ионов цинка
и таллия материалом мембраны. Уравновешивание нитрат целлюлозных
мембран по ионам стронция происходит за 30-40 минут, за 15 минут
оно происходит на 80%. Количество сорбированного стронция существенно
повышается в присутствии субстрата бутирилтиохолина (концентрация
2.10-3 моль/л). Соответственно повышается
и отклик амперометрического сенсора: имеет место активация ферментативной
активности ионами стронция. Процесс отмывания ферментсодержащих
мембран фосфатным буферным раствором идет гораздо медленнее, чем
поглощение: для фторопластовых, ацетилцеллюлозных и нитрат целлюлозных
мембран - за 40 60 минут, для желатиновых - более суток.
При этом ионы цинка, таллия и стронция не удается отмыть полностью,
остается небольшой фон, не влияющий на отклик биосенсора.