Conductometric biosensor based on whole-cell microalgae for assessment of heavy metals in wastewater

Abstract

Whole-cell Chlorella vulgaris conductometric biosensors consisting of gold planar interdigitated electrodes and sol-gel algal membranes have been used for assessment of heavy-metal ions in water. These analytes act as algal alkaline phosphatase inhibitors. Enzyme residual activity has been measured in Tris-nitrate buffer in the presence of Mg²⁺ ions as activator. Operating conditions of this biosensor have been optimized and its characteristics are discussed. Detection limits are about 1 ppb for Cd²⁺, Co²⁺, Ni²⁺, Pb²⁺ and 10 ppb for Zn²⁺. The storage stability of the biosensor in buffer solution at 4 oC is more than 40 days. The biosensor has been used to assess wastewater pollution.

Описан биосенсор для оценки содержания тяжелых металлов в воде. Для его создания клетки Chlorella vulgaris иммобилизировали на золотых планарных гребенчатых электродах с помощью золь–гель технологии. Тяжелые металлы являются ингибиторами щелочной фосфатазы. Остаточную активность иммобилизованного фермента измеряли в трис-нитратном буферном растворе в присутствии активатора: ионов магния. Оптимизированы рабочие характеристики биосенсора. Нижняя граница определения составляла 1 млрд ⁻¹ для Cd²⁺, Co²⁺, Ni²⁺, Pb²⁺ и 10 млрд ⁻¹ для Zn²⁺. Срок хранения биосенсора в буферном растворе при температуре 4 оC составляет более 40 дней. Биосенсор использован для оценки загрязнения тяжелыми металлами сточных вод.

Описано біосенсор для оцінки вмісту важких металів у воді. Для його створення клітини Chlorella vulgaris іммобілізували на золотих планарних гребінчастих електродах за допомогою золь–гель технології. Важкі метали є інгібіторами лужної фосфатази. Залишкову активність іммобілізованого ферменту вимірювали в трис-нітратному буферному розчині за присутності активатора – іонів магнію. Оптимізовано робочі характеристики біосенсора. Нижня межа визначення складала 1 млрд ⁻¹ для Cd²⁺, Co²⁺, Ni²⁺, Pb²⁺ та 10 млрд ⁻¹ для Zn²⁺. Термін зберігання біосенсора у буферному розчині за температури 4 оC був більшим, ніж 40 діб. Біосенсор використано для оцінки забруднення важкими металами стічних вод.