우레아제 효소 고정화를 위한 스크린프린팅 전극 기반 전기화학 바이오센서 개발

Abstract

요소 수치의 결정과 평가는 신장 질환의 진단에 도움이 돤다. 본 연구에서는 화학적 산화 중합에 의해 합성된 Co-N-C(Cobalt-Nitrogen-Carbon)를 jack bean urease의 고정 지지체로 사용하였다. Co-N-C(Cobalt-Nitrogen-Carbon) 촉매막이 성공적으로 준비되었으며 요소분해효소 고정을 위한 담체로 사용되었다. Urease는 효소 흡착 침전 가교(EAPC) 방법에 의해 촉매막 표면에 고정화되었다. 우레아제 고정화 활성은 인도페놀법을 사용하여 측정하였다. urease 활성에 대한 pH와 온도의 영향을 연구하여였다. 그 결과 고정화 우레아제의 최적온도는 60℃, 최적 pH는 8이었다. 요소 바이오센서는 요소분해효소 고정화 나노입자와 함께 암모늄 선택성 전극과 함께 사용되었다. 합성된 나노입자는 SEM에 의해 특성화되었고 나노입자에 대한 효소의 부착은 FT-IR 분석에 의해 평가되었다. 바이오센서의 전류 측정 반응은 요소 용액의 다양한 농도의 함수로 조사되었으며 요소의 선형 농도 범위는 0.01mM-10mM 범위에서 입증되었다. 제안된 효소 요소 센서는 포도당 및 유기산과 같은 일반적인 간섭 물질이 있는 경우에도 선택성이 높다. 개발된 요소 바이오센서는 소변 샘플의 요소 분석에 좋은 특성을 가지고 있으며 전극의 단순하고 비용 효율적인 측면에서 상당한 개선을 달성할 수 있다.|The determination and evaluation of urea levels aid in the diagnosis of kidney diseases. In this study, Cobalt-Nitrogen-Carbon (Co-N-C) synthesized by chemical oxidative polymerization was used as an immobilization support for jack bean urease. Cobalt-Nitrogen-Carbon (Co-N-C) catalytic membrane were successfully prepared and used as carriers for the immobilization of urease. Urease was immobilized on the surface of catalytic membrane by Enzyme adsorption precipitation crosslink (EAPC) methods. Urease immobilization activity were measured using indophenol method. The effect of pH and temperature on urease activity were studied. The result showed that the optimum temperature of immobilized urease was 60℃ and optimum pH was 8. The urea biosensor was with an ammonium selective electrode along with the urease immobilized nanoparticles. Synthesized nanoparticles were characterized by SEM and attachment of the enzyme onto the nanoparticles was evaluated by FT-IR analysis. Amperometric response of the biosensor was examined as a function of the different concentrations of urea solution, and linear concentration range of urea was demonstrated in the range of 0.01 mM- 10 mM. The proposed enzymatic urea sensor is highly selective even in the presence of common onterferents such as glucose and organic acids. The developed urea biosensor has good properties for urea analysis in urine samples and can archieve a significant improvement for its simple and cost-effective of electrodes.