Flow-injection determination of phenols with tyrosinase amperometric biosensor and data processing by neural network

• Autorzy: Trojanowicz M. , Jagielska A. , Rotkiewicz P. , Kierzek A.

Warianty tytułu

PL

Przepływowo-wsrzykowe oznaczanie fenoli z amperometrycznym bioczujnikiem z tyrozynazą i zastosowaniem sieci neuronowej

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

A multi-membrane amperometric biosensor prepared with immobilized tyrosinase on a platinum disk electrode in a large-volume wall-jet flow-through cell was applied for the determination of phenolic compounds via flow-injection measurements. For data pro-cessing of measurements carried out simultaneously wjth several biosensors of different selectivity using different membranes in three-component mixtures of phenol, catechol a11 m-cresol, a three layel. artificial neural network with feedforward connections, sigmoidal transfer function and back propagation learning algorithm was employed. The best functional parameters of the network were found to be 5 inputs, 3 neurons in the hidden layel. and 10000 learning cycles. FOI. 36 samples analyzed the best correlation coeffi-cient values were obtained for catechol (0.96) and phenol (0.88). Results for /11-cresol, which produced the smallest amperometric signal with all biosensors tested were only semi-quantitative (correlation coefficient 0.67).

PL

Do oznaczania wybranych związków fenolowych w układzie przepływowo-wstrzykowym zastosowano rnembranowe bioczujniki enzymatyczne z tyrozynazą, platynową elektodą dyskową i naczynkiem przepływowym typu wall-jet. Pomiary prowadzono przy użyciu kilku bioczujników, w których -różną selektywność na fenol, pirokatechiną i m-kresol osiągano przez użycie różnych membran. Do przetwarzania danych pomiaro-wych stosowano trójwarstwową sztuczną sieć neuronową z metodą wstecznej propaga-cji. Najlepsze wyniki osiągano przy 5 wejściach, 3 nauronach w warstwie ukrytej i 10000 cyklach uczących. Dla 36 analizowanych mieszanin najlepsze wyniki osiągnięto dla pirokatechiny (współczynnik korelacji ze znaną zawartością 0.96) i fenolu (0.88). Wyniki dla m-krezolu, dla którego uzyskiwano najmniejsze sygnały, były jedynie półilościowe (0.67).

Słowa kluczowe

EN

flow-injection analysis; phenols; biosensor; tyrosinase; neural network

PL

oznaczanie przepływowo-wstrzykowe; fenole; bioczujnik; tyrozynaza; sieć neuronowa

• Wydawca: Komitet Chemii Analitycznej PAN
• Czasopismo: Chemia Analityczna
• Rocznik: 1999
• Tom: Vol. 44, No. 5
• Strony: 865--878
• Opis fizyczny: Bibliogr. 32 poz.

Twórcy

autor

Trojanowicz M.

• Institute of Nuclear Chemistry and Technology, Analytical Chemistry Division, 16 Dorodna Str., 03-195 Warsaw, Poland

autor

Jagielska A.

• Department of Chemistry, University of Warsaw, 1 Pasteura Str., 02-093 Warsaw, Poland

autor

Rotkiewicz P.

• Department of Chemistry, University of Warsaw, 1 Pasteura Str., 02-093 Warsaw, Poland

autor

Kierzek A.

• lnstitute of Biochemistry and Biophysics of Polish Academy of Sciences, 5A Pawińskiego Str., 02-106 Warsaw, Poland

Bibliografia

• 1. Tadeusiewicz R., Sieci neuronowe, Akademicka Oficyna Wydawnicza, Warszawa, 1993.
• 2. Dumont M. and Perbet M., Neural Networks and Their Applications, Nimes, 1989.
• 3. Jansson P.A., Anal. Chem., 63, (1991) 357A.
• 4. Zupan J. and Gasteiger J., Anal. Chim. Acta, 248, 1 (1991).
• 5. Bos M., Bos A. and van der Linden W.E., Analyst, 118 (1993) 323.
• 6. Long J.R., Gregorion V.G. and Gemperline P.J., Anal. Chem., 62, (1990) 1791.
• 7. Bos A., Bos M. and van der Linden W.E., Anal. Chim. Acta, 277, 289 (1993).
• 8. Goodacre R., Timmins E.M., Jones A., Kell D.B., Maddock J., Heginbothom M.L. and Magee J.T., Anal. Chim. Acta, 348, 511 (1997).
• 9. Hitzman B. and Kullick T., Anal. Chim. Acta, 294, 243 (1994).
• 10. Gobburn J.V.S., Shelver W.L. and Shelver W.H., J. Liq. Chrom., 18 , 1957 (1995).
• 11. Jimenez O., Garcia M.A. and Marina M.L., J. Liq. Chrom. & Rel. Technol., 20, 731 (1997).
• 12. Bos M., Bos A. and van der Linden W.E., Anal. Chim. Acta, 233, 31 (1990).
• 13. Wehrens R. and Van der Linden W.E., Anal. Chim. Acta, 334, 93 (1996).
• 14. Hoffheins B.S. and Lauf R.J., Analusis, 20, 201 (1992).
• 15. Sundgren H. and Lundstrom I., Sells. Actuators B, 9, 127 (1992).
• 16. Goppert J. and Rosentiel W., Fresenius J. Anal. Chem., 349, 367 (1994).
• 17. Brezmes J., Ferreras B., Llobet E., Vilanova X. and Correig X., Anal. Chim. Acta, 348, 503 (1997).
• 18. Gardner J.W., Hines E.L. and Wilkinson M., Meas. Sci. Technol., 1, 446 (1990).
• 19. Lauf R.J. and Hoffheins B.S., Fuel, 70, 935 (1991).
• 20. Newman A.R., Anal. Chem., 10, 585A (1991).
• 21. Pearce T.C., Gardner J.W., Frielk S., Bertlett P.N. and Blair N., Analyst, 118, 371 (1993).
• 22. Hongmei W., Lishi W., Wanii X., Baogui Z., Chengjun L. and Jianxing F., Anal. Chem., 69, 699 (1997).
• 23. Ruisanchez I., Lozano J., Larrechi M.S., Rius F.X. and Zupan J., Anal. Chim. Acta, 348, 113 (1997).
• 24. de Garcia J., Saravia M.L.M.F.S., Araujo A.N., Lima J.L.F.C., del Valle M. and Poch M., Anal. Chim. Acta, 358, 143 (1997).
• 25. Hitzmann B., Ritzka A., Ulber R., Scheper T. and Schügerl K., Anal. Chim. Acta, 348, 135 (1997).
• 26. Connor M.P., Sanchez J., Wang J., Smyth M.R. and Mannino S., Analyst, 114, 1427 (1989).
• 27. Ortega F., Dominguez E., Johansson E., Emneus J., Gorton L. and Marko-Varga G., J. Chromatogr., 675, 65 (1994).
• 28. Adeyoju O., Iwuoha E.I., Smyth M.R. and Leech D., Analyst, 121, 1885 (1996).
• 29. Wang J., Lu F., Kane S.A., Choi Y.K., Smyth M.R. and Rogers K., Electroanalysis, 9, 1102 (1997).
• 30. Politowicz M., Pośniak M. and Trojanowicz M., in Buszewski B. (Ed.), Ekoanalityka w ochronie środowiska, SAR Pomorze, Toruń 1998, 73.
• 31. Yaropolov A.I., Kharybin A.N., Emneus J., Marko-Varga G. and Gorton L., Anal. Chim. Acta, 308, 137 (1995).
• 32. Kierzek J., Kierzek A. and Malczewska-Bućko B., Nukleonika, 40, 133 (1995).