Alkaline phosphatase conductometric biosensor for heavy-metal ions determination

Alkaline phosphatase conductometric biosensors consisting of interdigitated gold electrodes and enzyme membranes have been used for assessment of heavy-metal ions in water. These analytes act as enzyme inhibitors. Enzyme residual activity has been measured in Tris-nitrate buffer without metal preincubation in the presence of Mg2+ ions as activator. The results indicate that the toxicity of the various metals tested toward immobilized phosphatase is ranged as follows: Cd2+ > Co2+ > Zn2+ > Ni2+ > Pb2+. Detection limits were about 0.5 ppm for Cd2+, 2 ppm for both Zn2+ and Co2+, 5 ppm for Ni2+ and 40 ppm for lead ions. In addition, the responses during 10 h were stable (RSD 4%) and a drift of about 7% per day was observed. The storage stability in buffer solution at 4 °C remained stable for more than one month.

RésuméLe biocapteur conductométrique enzymatique a été élaboré pour estimer la pollution aquatique par les métaux lourds. Les électrodes interdigitales en or étaient utilisées comme les transducteurs électrochimiques. La membrane enzymatique était contenue la phosphatase alcaline qui était utilisée comme un élément sensible. Les ions des métaux lourds sont inhibiteurs de l’enzyme. L’activité enzymatique résiduelle a été mesurée dans le tampon Tris–nitrate avec les ions de Mg2+ et sans préincubation dans une solution des inhibiteurs. Selon les résultats obtenus, la toxicité des métaux lourds, qui étaient testés avec la phosphatase alcaline immobilisée, peut être rangée de façon suivante : Cd2+ > Co2+ > Zn2+ > Ni2+ > Pb2+. La limite de détection était approximativement de 0,5 ppm pour Cd2+, 2 ppm pour les deux Zn2+ et Co2+, 5 ppm pour Ni2+ et 40 ppm pour le plomb. Ensuite, les signaux du biocapteur étaient stable pendant 10 heures (RSD 4 %) et dérive de la ligne de base était 7 % par jour. La stabilité de stockage dans le tampon avec 4 °C était plus qu’un mois.