ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
|
Интеллектуальная Система Тематического Исследования НАукометрических данных |
||
Настоящий проект направлен на разработку новых сенсорных материалов – поли(аминофенилборных кислот), в том числе с молекулярными отпечатками, «синтетических рецепторов» для связывания с компонентами клеточных стенок, и сенсоров на их основе. На базе разрабатываемых новых функциональных сенсорных материалов и нового принципа детекции, опубликованного участниками проекта, будет создан лабораторный образец безреагентной электроаналитической тест-системы для экспрессной и надежной детекции микроорганизмов. Разрабатываемая тест-система направлена на устранение недостатков имеющихся систем (пробоподготовка, реагенты и пр.).
Current research is aimed at development of novel sensing materials - poly(aminophenylboronic acids) or PABA with and without molecular imprints, "synthetic receptors" posessing affinity to cell wall components; and also aimed at development of PABA-based sensor system. On the base of novel sensing materials and detection principle reagentless test-system prototype for express and reliable microorganism detection will be constructed. Developed test-system is intended to eliminate drawbacks of existing ones (pretreatment procedures, reagents etc.).
2 заявки на патент, подготовка научной статьи
Новые сенсорные материалы представляют собой электрополимеризованные в присутствии неорганических анионов или органических молекул-темплатов поли(аминофенилборные кислоты). Отличительной особенностью сенсорных материалов является возможность применения нового принципа детекции, который заключается в увеличении проводимости сенсорного материала при связывании с сахаридами или оксикислотами, в то время как фоновые взаимодействия приводят к уменьшению проводимости. Это позволяет дифференцировать аналитический сигнал на фоне неспецифических взаимодействий, делая разрабатываемый полимер высокоэффективным материалом для электрохимической сенсорики. Принцип не требует дополнительных реагентов или пробоподготовки, используемый принцип является простым и экспрессным и позволяет проводить определение в жидкости и аэрозоле. Сахариды и оксикислоты являются основными компонентами клеточной стенки микроорганизмов, поэтому разработанный принцип в полной мере применим к целым микроорганизмам в качестве объектов анализа. Кроме того, введение в среду для синтеза сенсорного материала компонентов клеточных стенок повышает сродство полимера к определяемым группам на поверхности клеток, обеспечивая связывание по принципу взаимодействия антиген-антитело. Таким образом, создаваемые сенсорные материалы также способны обеспечить высокую эффективность, простоту и экспрессность детекции микроорганизмов, а создание молекулярных отпечатков компонентов клеточных стенок способствует дополнительному повышению чувствительности сенсора на основе нового полимерного материала. На основе новых сенсорных материалов- «синтетических рецепторов» будет разработан и испытан лабораторный образец электроаналитической тест-системы для определения микроорганизмов на примере плесневых грибов Penicillium chrysogenum. Конструкция ячейки и использование микросенсоров позволят проводить экспрессную детекцию микроорганизмов в жидкости и биоаэрозоле.
Подано 2 заявки на изобретение, принято 3 статьи для публикации в научных журналах из списка ВАК РФ, результаты проекта представлены на 66ой Ежегодной конференции Международного электрохимического общества (Гаага, Нидерланды), на 5 Съезде биохимиков России (Дагомыс, Сочи, Россия).
другие гранты РФ, Конкурс "Новые материалы с уникальными свойствами" |
# | Сроки | Название |
1 | 1 марта 2016 г.-31 декабря 2016 г. | Новые высокочувствительные сенсорные материалы на основе проводящих поли(аминофенилборных кислот) для создания экспрессных тест-систем детекции микроорганизмов |
Результаты этапа: 1.1 Подобраны оптимальные условия для осаждения проводящего полимера: 0.04 М мономера 3-АФБК, 0.10 М H2SO4, 0.20 М NaF, диапазон развертки потенциалов от 0 до 0.9 В. Полученный полимер обладает электроактивностью и проводящими свойствами даже при нейтральном значении рН 7.0, что необходимо для применения его в качестве сенсорного материала. Наблюдаемые константы комплексообразования, определенные из данных СЭХИ, составили: для глюкозы (рН=7.0) – 20 М-1, маннозы (рН=7.0) – 90 М-1, галактозы (рН=7.0) – 100 М-1, фруктозы (рН=7.0) – 220 М-1, лактата (рН=6.0) – 35 М-1. Диапазоны определяемых концентраций составили: для глюкозы (рН=7.0) – 2 ÷ 250 мМ, маннозы (рН=7.0) – 4÷145 мМ, галактозы (рН=7.0) – 2 ÷ 40 мМ, фруктозы (рН=7.0) – 3÷90 мМ, лактата (рН=6.0) – 2 ÷ 100 мМ. 1.2 Взаимопроникающие электроды были изготовлены на Физическом факультете МГУ в лаборатории «Криоэлектроника» в рамках совместных работ по данному проекту. Оптимальные условия для структур с межэлектродным расстоянием 10 мкм: 0.04 М мономера 3-АФБК, 0.10 М H2SO4, 0.20 М NaF. Модификация микроэлектродов поли(аминофенилборной кислотой) для создания микросенсоров. На примере использования взаимопроникающих электродов, модифицированных полимером, для определения Penicillium chrysogenum, в работе продемонстрировано увеличение проводимости чувствительного слоя в результате взаимодействия с детектируемыми микроорганизмами. 1.3 Культивация плесневых грибов Penicillium chrysogenum. Оценка микробного заражения модельных растворов методом культивации на плотных средах. 1.4 Для детектирования микробов в жидкости была изготовлена стеклянная электрохимическая ячейка, внутренний объем которой вмещает в себя микросенсор и выходное сопло для подачи биоаэрозоля. Разработанная система демонстрирует высокую чувствительность: сопротивление переноса заряда чувствительного слоя уменьшается почти в три раза в результате создания концентрации микроорганизмов в растворе ~700 КОЕ/мл. Диапазон определяемых концентраций Penicillium chrysogenum составляет 700÷2000 КОЕ/мл. 1.5 В результате патентного поиска была выявлена патентная чистота способа изготовления сенсора на сахара и оксикислоты, а также микросенсора для детектирования плесневых грибов, которые основываются на получении проводящей поли(3-АФБК) в оптимальных условиях. 2.1 В рамках настоящей работы разработаны методики синтеза полимеров 3-АФБК с молекулярными отпечатками перечисленных оксикислот в режиме циклической вольтамперометрии. Продемонстрирована возможность получения проводящих полимеров с молекулярными отпечатками. 2.2 Показано, что в случае полимеров с молекулярными отпечатками наблюдается повышение констант связывания с аналитами в 1.5-3.0 раза по сравнению с поли(3-АФБК). Подобный эффект приводит к сдвигу диапазонов определяемых концентраций в сторону более низких содержаний, а также к повышению чувствительности и селективности определения одних полиолов в присутствии других. 2.3 По результатам проекта подано 2 заявки на изобретения. Принято в печать 3 научные статьи. |
Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".