Research on the use of the laccase enzyme for the bioelectrochemical determination of estradiol

Celem pracy magisterskiej było zbadanie możliwości wykorzystania enzymu lakaza w konstrukcji bioczujnika elektrochemicznego służącego do oznaczania 17β-estradiolu. Konstruowano bioczujniki różniące się składem matrycy. Badano wpływ masy immobilizowanego enzymu, kompozytów modyfikujących – z nanorurkami MWCNT oraz z siecią metaloorganiczną JUK-2 i nanocząstkami złota (AuNPs): JUK-2-MWCNT-AuNPs, związków sieciujących – Nafionu® i aldehydu glutarowego oraz mediatorów – tioniny i błękitu Meldola na odpowiedź elektrochemiczną bioczujników. Sprawdzano również wpływ czynników takich jak sposób przechowywania lub rodzaj kompozytu modyfikującego na trwałość mechaniczną skonstruowanego bioczujnika. Stosowaną techniką pomiarową była woltamperometria cykliczna. Badania prowadzono w układzie z substancją modelową – pirokatecholem oraz w układzie z 17β-estradiolem. Testowane matryce immobilizujące oraz mediatory nie pozwoliły na uzyskanie stabilnej odpowiedzi elektrochemicznej zależnej od stężenia analitu, czego przyczyną najprawdopodobniej była zbyt niska aktywność enzymu. Określenie optymalnego składu matrycy wymaga prowadzenia dalszych badań.

The aim of the master's thesis was to investigate the possibility of using the laccase enzyme in the construction of an electrochemical biosensor for determination of 17β-estradiol. Biosensors differing in matrix composition were constructed. The influence of the amount of immobilized enzyme, modifying composites – carbon nanotubes MWCNT, and metal-organic frameworks JUK-2 and gold nanoparticles (AuNPs): JUK-2-MWCNT-AuNPs, cross-linking compounds – Nafion® and glutaraldehyde as well as mediators – thionine and Meldola's blue on the electrochemical response of biosensors was studied. The influence of factors such as the method of storage or the type of modifying composite on the mechanical durability of the constructed biosensor was also tested. The used analytical technique was cyclic voltammetry. The tests were carried out in in solution of the model substance - pyrocatechol and 17β-estradiol. The tested immobilizing matrices and mediators did not allow to obtain a stable electrochemical response depending on the concentration of the analyte, which is most likely caused by too low enzyme activity. Determining the optimal composition of the matrix requires further research.