Способ приготовления водородного ферментного электрода

СООЭ СОВЕТ 80110 ЕСКИ СПУБЛИ зю с 01 Н 33 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 13 ВТОРСНОМУ СВнрИ.Н.ГоуюпТесЬ о СССР1.81 ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОЧМРЫТИ.(71) МГУ им. М,В.Ломоносоватут фотосинтеза АН СССР(56) 1. Мгц 8 цзЬ 1 Д., ЯцгцЫТа 1 аЬазЬд Р, В 1 осЬеа 1 са 1 геасе 11. - Вад 11 То 1 суо, 1 пзС 1 йц1967, В 78, р. 27-33,2. Авторское свидетельствпо заявке В 2899925/26, 28.0(54) (57) СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ВОДОРОДНОГО ФЕРМЕНТНОГО ЭЛЕКТРОДА, включающий иммобилизацию гидрогеназы на углероде, формирование электрода, активацию электрода в атмосфере во- , дорода, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения активности электрода, вначале проводят фор" мирование электрода, далее электрод активируют поляризацией в атмосфере кислорода при потенциалах 0,4-(-0, 1)В, осуществляют иммобилизацию гидрогеназы, а активацию электрода в атмосфере водорода ведут при потенциале,05-(-0, 1)В.31 1107050 1Изобретение относится к биохимии, к увеличению суммар в частности к способам приготовления иммобилизованной г водородного ферментного электрода на Иммобилизацию ги основе иммобилизованной гидрогеназы. роде проводят, сорбИспользование иммобилизованнойего раствора в ацет гидрогеназы как катализатора элект- или трис-(оксиметил рохимического окисления молекулярно- татном буфере при р го водорода является одним из наибо- дение иммобилизации лее перспективных направлений совре- формирования. электр менной биоэнергетики. Эффективность 1 О бежать инактивирующ окисления водорода зависит от свойств фермент органическо электрода н определяется взначитель- Активацию электр ной степени способом его изготовле- поляризации в атмос ния. потенциале от -0,05Известен способ приготовления во 1 Предлагаемым спо дородного ферментного электрода, электрод со следующ представляющего собой систему иэ ческими характерист платиновой пластины и раствора, со- окисления молекуляр держащего гидрогеназу и метилвиоло- О, 1 В, максимальная ген Г 13. 2 б при данном потенциаНедостатком известного способа Пример 1. является низкая активность приготов- геназы. Фермент пол ленного электрода. фототрофной бактерИзвестен также способ приготовле- регздспа. Для это ния водородного ферментного электро шают ультразвуком, да, включающий иммобилизацию гидро- су при 75 о С для уд геназы на углероде, формирование бильных белков, фра электрода и его активацию в атмосфе- . том аммония и выдел ре водорода2 3. матографней на фен 30 Недостатком известного способа является также низкая активность полу. ченного электрода.Цель изобретения - повышение активности электрода.Поставленная цель достигается тем, что согласно способу приготовления водородного ферментного электрода, включающему иммобилизацию гидрогеназы на углероде, формирование элект" 4 б рода, активацию электрода в атмосфере водорода, вначале проводят формирование электрода, далее электрод активируют поляризацией в атмосфере кислорода при потенциалах 0,4-(-0, 1)В осуществляют иммобипизацию гидрогеназы, а активацию электрода в атмосфере водорода ведут при потенциале-0,05-(-0, 1)В.Способ осуществляют следующим образом.Электрод формуют из сажи извест" ным способом путем нанесения смеси сажи с фторопластовым лаком в ацетоне на и ог а нтов по ожк р фДополнительная стадия поляризации электрода в атмосфере кислорода при потенциале 0,4-(-0,1)В приводит ной активностиидрогеназы,дрогеназы на электируя фермент изатном, фосфатном)-аминометанацеН 6,0-8,0. Провепосле стадииода позволяет изего действия наго растворителя.ода ведут путемфере водорода приВ до -0,1 В,собом получаютими электрохимииками: потенциалного водородаплотность токале 1,5 мА/см.Получение гидроучают из клетокии ТЬосарза уозеого клетки разрунагревают биомасаления термолакционируют сульфаяют фермент хроилсефарозе и ДЕАЕцеллюлозе. Получают препарат гидрогеназы с удельной активностью10 мкмоль Н /минвмг белка,Пример 2. К 10 мгсажиПМ 105 добавляют 0,1.мл раствора фторопласта на 1 мл ацетона. Сажу суспендируют в растворе фторопласта и наносят на пирографитовый стержень длиной 2,5 см диаметром 1 мм. Изготовленный электрод помещают в раствор015 М фосфатного буферного растворарН 7,0, насыщенного кислородом, и выдерживают при потенциале +0,4 В в течение 5 мин. Затем электрод 2-3 разапромывают фосфатным буфером и помещают в 0,3 мл раствора гидрогеназыв фосфатном буфере (рН 7,0) с содержанием белка 5 мгlмл. Сорбцию фермента на поверхность электрода проводят в течение 1 сут. Затем электрод помещают в раствор фосфатногобуфера (рН 7,0), насыщенного водородом, и активируют в течение 30 минпри потенциале -О, 1 В, Полученныйтаким способом электрод имеет следующие характеристики: плотность токаокисления водорода 1,5 МА/см припотенциале +О, 1 В.П р и м е р 3. К 1 О мг сажи ПМ 105 добавляют О, 1 мл раствора фтороз 1107050 4пласта Фл в ацетоне, содержаще-ного водородом, и активируют в тече го 1 О мг фторопласта на 1 мл ацето- ние 30 мин при потенциале -0,05 В, на. Сажу суспендируют в растворе Полученный электрод имеет следующие фторопласта и наносят на пирографи- . характеристики: плотность тока окистовый стержень длиной 2, 5 см и диа-ления водорода 1, 5 мА/см при потенметром 1 мм. Изготовленный электрод циале +О, 1 В.помещают в раствор О, 15 М фосфатного буфера с рН 7,0, насыщенного кис- Полученный электрод может быть лородом, и выдерживают при потенциа- использован при разработке биохимиле -О, 1 В в течение 5 мин. Затем элект 1 б ческих источников тока, а также для род 2-3 раза промывают фосфатным бу- анализа водорода в газовых смесях. фером и помещают в 0,3 мл раствора Использование предлагаемого спогидрогеназы в фосфатном буфере соба приготовления водородного фер- (рН 7,0) с содержанием белка 5 мг/мп, ментного электрода в практике позвоСорбцию фермента на поверхность лит получать элементы с коэффициенэлектрода проводят в течение 1 сут. том полезного действия (КПД) 0,92, Затем электрод помещают в раствор в то время как КПД элемента по изфосфатного буфера (рН 7,0), насыщен- вестному способу равен 0,8.Составитель И,ХрусталеваРедактор А,Козориз Техред Ж,Кастелевич Корректор В.БутягаЗаказ 5749/30 Тираж 823 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП "Патент", г. ужгород, ул. Проектная, 4