Electrochemical biosensors with spatially separated enzymatic and detection parts for selective analysis in flow-through arrangement

Abstract

Předpokládaná disertační práce pojednává o čtyřech nově vyvinutých, opakovaně použitelných, stabilních a zároveň jednoduchých a cenově výhodných elektrochemických (bi)enzymatických biosenzorech pro selektivní a spolehlivé stanovení cholinu, acetylcholinu, močové kyseliny a L-mléčné kyseliny. Všechny biosenzory jsou založeny na koncepci prostorového oddělení biorozpoznávací části od detekční a amperometrického monitorování enzymaticky spotřebovaného kyslíku prostřednictvím jeho čtyřelektronové redukce při vysoce záporném detekčním potenciálu. Konstrukce biosenzorů zahrnuje snadno vyměnitelný enzymatický/é mini-reaktor(y) připojený/é před průtokovou celou, která obsahuje příslušný převodník na bázi pevného stříbrného amalgámu. Enzymatické mini-reaktory založené na cholin oxidase, urikase nebo laktát oxidase byly použity pro biosenzory na cholin, močovou kyselinu nebo L-mléčnou kyselinu. Bienzymatický biosenzor na acetylcholin zahrnuje sériově propojené mini-reaktory na bázi acetylcholinesterasy a cholin oxidasy. První část této práce se zaměřuje na konstrukci dvou různých elektrod na bázi stříbrného amalgámu. Konkrétně tato část pojednává o výrobě stříbrné pevné amalgámové elektrody pokryté rtuťovým filmem pro wall-jet průtokovou celu a navíc, zdůrazňuje rozdíly mezi jejím využitím jako...

This dissertation thesis presents the newly developed four highly reusable, stable as well as simple, and cost-effective electrochemical (bi)enzymatic biosensors for the selective and reliable determination of choline, acetylcholine, uric acid, and L-lactic acid in flow injection analysis. All biosensors are based on the concept of the spatial separation of the biorecognition part from detection one and amperometric monitoring of the enzymatically consumed oxygen via its four-electron reduction at the highly negative detection potential. In this way, the design of the biosensors includes an easily replaceable enzymatic mini-reactor(s) connected upstream to the flow cell that contains the appropriate silver amalgam-based transducer. The enzymatic mini-reactor based on choline oxidase, uricase, or lactate oxidase was used for choline, uric acid, or L-lactic acid biosensors, respectively. The acetylcholine bienzymatic biosensor includes the consequently connected choline oxidase- and acetylcholinesterase-based mini-reactors. The first part of this thesis focuses on the construction of two different silver amalgam-based electrodes. Specifically, this section discusses the fabrication of a silver solid amalgam electrode covered by mercury film operating in a wall-jet cell and also highlights the...