Biosenzor pro stanovení aktivity amylasy ve slinách

Bc. Jan Glíž

Bachelor's thesis

Biosensor for the determination of amylase activity in saliva

Abstract:

Cílem této bakalářské práce byla konstrukce a kalibrace biosenzoru pro stanovení aktivity slinné α-amylasy, a následné měření této aktivity za různých fyziologických stavů testovaných subjektů. Práce obsahuje také teoretickou část zabývající se problematikou biosenzorů. Měření aktivity bylo prováděno pomocí amperometrie, ve tříelektrodovém uspořádání při 650 mV. Na povrchu pracovní elektrody byl pomocí glutaraldehydu imobilizován enzym glukosa-oxidasa (GOD). Měření probíhalo v roztoku škrobu a fosfátového pufru o pH 7. Šrob byl za pomocí amylasy rozkládán na maltosu. Tato byla pomocí α-glukosidasy hydrolyticky štěpena na glukosu, která byla pomocí glukosa-oxidasy na povrchu biosenzoru oxidována na peroxid vodíku. Rostoucí koncentrace peroxidu byla zaznamenávána pomocí amperometrického detektoru. Takto byly sestrojeny kalibrační grafy za pomoci amylasy komerčně dostupné i slinné, a s těmito pak byly srovnávány grafy získané měřením aktivity amylasy získané za různých fyziologických stavů jednotlivých subjektů (po fyzickém výkonu, ve stresové situaci). Proběhly rovněž pokusy o měření aktivity slinné amylasy pomocí glukometru.

Abstract:

The main aim of this thesis was to construct and calibrate biosensing device for determination of the activity of salivary alpha-amylase, and to mesaure activity of this salivary enzyme among different subjects with different physiological states. Thesis contains practical and theoretical part about basics of biosensor issues. Mesauring of activity was performed using amperometry, 3-electrode system for oxidation of hydrogen peroxide at 650 mV. On the surface of the working electrode, enzyme glucose oxidase was immobilized by glutaraldehyde. Mesaurement was carried out in starch and prosphate buffer solution, pH 7. Starch was hydrolysed by amylase to maltose disaccharide. Maltose was broken to glucose by alpha-glucosidase, and glucose was finally transformed by glucose oxidase on the surface od electrode to hydrogen peroxide. Increasing concentration of hydrogen peroxide was recorded using amperometric detector, in this case, computer with the Palm Sens unit. Thereafter, calibration graphs were constructed, using commercial and salivary amylase, and finally the data were compared for mesaurement of amylase activity among subjects with different physiological state (after manual work, stress situation). Finally it was attemped to mesaure amylase activity using commercial glucometer.

Keywords

Biosenzor, Amperometrie, α-Amylasa, Glukosa, Glukosa-oxidasa, Aktivita amylasy

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 27. 5. 2016

Thesis defence

• Date of defence: 1. 6. 2016
• Supervisor: doc. RNDr. Petr Skládal, CSc.

Masaryk University

Faculty of Science

Bachelor programme / field:
Applied Biochemistry / Applied Biochemistry