КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

 

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

---

Номер проекта 23-73-01220

НазваниеРазработка биорецепторных систем на основе проводящих полимеров и углеродных наноматериалов для создания портативных биосенсорных систем клинической диагностики и мониторинга физиологических процессов в организме

Руководитель Харькова Анна Сергеевна, Кандидат химических наук

Организация финансирования, регион федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тульский государственный университет" , Тульская обл

Конкурс №84 - Конкурс 2023 года «Проведение инициативных исследований молодыми учеными» Президентской программы исследовательских проектов, реализуемых ведущими учеными, в том числе молодыми учеными

Область знания, основной код классификатора 03 - Химия и науки о материалах; 03-205 - Аналитическая химия

Ключевые слова биосенсор, проводящие полимеры, наноматериалы, углеродные нанотрубки, печатные электроды, вольтамперометрия, биоэлектрокатализ, ферменты, клиническая диагностика

Код ГРНТИ31.19.00

---

 

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

---

Аннотация
В последние годы исследования в области биосенсоров вызывают огромный интерес в связи с их применением в клинической диагностике, фармацевтике, биомедицине и здравоохранении. Биосенсоры имеют хороший потенциал, так как просты, масштабируемы и доступны в производстве. Основной проблемой создания биосенсоров медицинского назначения является их невысокая чувствительность, не позволяющая определять низкие концентрации биомаркеров, и недостаточная селективность, осложняющая анализ таких сложных и многокомпонентных систем как кровь. Относительно невысокие характеристики разработанных к настоящему времени ферментных биосенсоров, предназначенных для клинической диагностики, являются стимулом к продолжению данных исследований в фундаментальном ключе. Таким образом, цель настоящего научного исследования: создание комплексного научно-методологического подхода к формированию амперометрических ферментных биосенсоров, созданных с использованием нанокомпозитных проводящих полимеров, и разработка на этой базе прототипа портативного комплекса для клинической диагностики и мониторинга физиологических процессов в организме. Решение проблемы создания биосенсоров для клинической диагностики (анализа глюкозы, лактата, мочевины и мочевой кислоты) будет основано на выборе подхода к формированию биологической рецепторной системы биосенсора, подхода к сопряжению ферментных систем биологического материала с электрохимическими процессами на электроде за счет использования электропроводящих гидрогелей и подхода к направленной модификации наноматериалами поверхности электрохимического датчика. Впервые, с использованием комплекса различных электрохимических методов, будет изучен механизм переноса электронов в системах на основе биосовместимых проводящих гидрогелей нанокомпозитных материалов на их основе. Для ряда проводящих систем на основе фенотиазинов и полиароматических соединений в комплексе с углеродными наноматериалами будут определены характеристики скорости переноса электронов в рассматриваемых системах. Это позволит сравнивать эффективность основных составляющих композита в биоэлектрохимических системах на основе ферментов и проследить связь электрохимических параметров и трехмерной структуры нанокомпозитных материалов с аналитическими и метрологическими характеристиками биосенсора, что в дальнейшем позволит создавать электрохимические биосенсоры с направленными свойствами. Таким образом, работа внесет вклад в разработку высокоэффективных аналитических систем на основе биосенсоров. Полученные в ходе выполнения проекта фундаментальные результаты будут использованы при разработке анализатора для клинической диагностики и мониторинга физиологических процессов, который по своим характеристикам и функциональным возможностям будет превосходить описанные зарубежные аналоги. Успешная реализация данного проекта позволит разработать подходы к созданию высокоэффективных аналитических устройств на основе миниатюрных печатных электродов. Такие анализаторы позволят повысить технологическую безопасность страны и увеличить уровень импортозамещения в области медицины и клинической диагностики. Разработанные биоаналитические системы могут быть использованы как медицинскими учреждениями, проводящими регулярные анализы крови пациентов, так и непосредственно лицами, нуждающимися в регулярном мониторинге клинически значимых метаболитов в крови.

---

 

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

---