Кислотный тест: pH-метр XXI века

Современные методы массового производства биологических агентов и тонких химикатов требуют точного контроля pH. Однако в таких системах не всегда возможно использовать традиционные методы измерения кислотности и щелочности. В открытом журнале Biomed Central BMC Biotechnology описан новый и удобный метод измерения pH, использующий люминесцентное двойное референтное определение времени жизни (DLR) для получения характеристик ферментативных реакций в реальном времени.

Промышленные методы производства соединений часто требуют использования фермента (биокатализатора). Чтобы фермент можно было извлечь и повторно использовать в конце процесса, его обычно прикрепляют к носителю (например, полимерным шарикам) и поддерживают во взвешенном состоянии за счет постоянного перемешивания реакционной смеси. В таких условиях, хотя pH основной жидкости можно контролировать, сложно точно измерить, что происходит на уровне фермента. Это особенно важно для реакций, связанных с изменением концентрации протонов.

Команда из Технологического университета Граца (Австрия) разработала люминесцентный метод измерения pH в ферментативных реакциях на основе DLR. Он сочетает люминесцентный pH-индикатор и референтный стандарт, которые возбуждаются на одной длине волны. И индикатор, и стандарт также излучают на схожих длинах волн (отличных от длины волны возбуждения). Фазовый сдвиг в соотношении двух интенсивностей изменяется с pH из-за разницы во времени затухания люминесценции индикатора.

Команда под руководством Бернда Нидецки протестировала pH-метр на основе DLR на реакции, катализируемой цефалоспорин-C-амидазой. Этот фермент гидролизует цефалоспорин C, но в результате реакции образуется протон, который может изменять локальный pH относительно окружающей жидкости. Используя новый pH-метр, исследователи смогли измерить, что pH реакции сначала падал, а затем неуклонно повышался по мере расходования субстрата (цефалоспорина C).

Профессор Нидецки пояснил: «Этот новый метод является самоконтролируемым и простым в использовании, поскольку требует только одного фотодетектора. На него не влияют оптические помехи так же, как на другие люминесцентные pH-метры, и, поскольку данные фазового сдвига не зависят от движения частиц, этот метод идеально подходит для применения внутри перемешиваемого реактора».