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 25-23-00175
НазваниеПерсонализированные сенсоры на основе инвертазы для определения антибиотиков в объектах пищевого и биомедицинского назначения
Руководитель Дорожко Елена Владимировна, Кандидат химических наук
Организация финансирования, регион федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" , Томская обл
Конкурс №102 - Конкурс 2025 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований малыми отдельными научными группами»
Область знания, основной код классификатора 03 - Химия и науки о материалах; 03-205 - Аналитическая химия
Ключевые слова электрохимические иммуносенсоры, антибиотики, фторхинолоны, конъюгат, наночастицы металлов
Код ГРНТИ31.19.00
ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ
Ожидаемые результаты
В рамках проекта будут разработаны универсальные персонализированные двуметочные сенсоры на основе инвертазы и НЧ металлов для определения антибиотиков фторхинолонового ряда. Апробация работоспособности сенсоров будет осуществлена на объектах пищевого и биомедицинского назначения.
Сенсоры обеспечат высокую чувствительность и селективность определения антибиотиков с регистрацией аналитических сигналов простыми и недорогими электрохимическими способами. В случае работы одной из меток конъюгата фермента – инвертазы, с использованием сахарозы в качестве субстрата, будут зарегистрированы аналитические сигналы от глюкозы персональным глюкометром, который имеется практически в каждом доме. Данный подход позволит расширить возможности персонализированного скрининга антибиотиков и удешевить их анализ. В случае инактивации инвертазы можно использовать вольтамперометрический способ регистрации сигнала окисления НЧ металлов в качестве второй метки сенсоров, которые не инактивируются в процессе хранения. Использование металлических меток сенсоров в перспективе увеличит срок службы будущих диагностических наборов для определения антибиотиков.
ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
Аннотация результатов, полученных в 2025 году
Наша команда синтезировала двуметочные когъюгаты на основе инвертазы, НЧ металлов и специфических иммуноглобулинов для определения антибиотиков с решением определённых задач в
сфере персонализированного контроля качества объектов пищевого и биомедицинского назначения.
Основная идея и новизна проекта заключается в осуществлении возможности замены традиционно используемой ферментной метки (пероксидазы хрена) в конъюгатах для иммуноферментного метода анализа антибиотиков на более дешёвый и доступный фермент-инвертазу с одновременным включением в их состав биметаллических НЧ серебра и золота по типу «ядро-оболочка» (Ag@Au НЧ). Инвертаза – фермент, катализирующий гидролиз (расщепление) сахарозы (столового сахара) на фруктозу и глюкозу. Образование продукта реакции – глюкозы позволит проводить измерение количества антибиотиков персональным глюкометром, что расширит возможности персонализированного анализа со снижением нагрузки на аккредитованные лаборатории. Ag@Au НЧ могут давать хороший воспроизводимый вольтамперометрический сигнал от НЧ серебра, что позволит расширить аналитические возможности работы конъюгатов сенсоров в случае инактивации инвертазы и решить вопрос долговременного хранения будущих электрохимических тест–систем для определения антибиотиков в пищевых продуктах и в объектах медицинского назначения.
В отчетном периоде удалось оценить каталитическую активность инвертазы двуметочных конъюгатов с помощью кинетики Михаэлиса–Ментена. Установили, что численные значения констант Михаэлиса – Ментен для неконъюгированной и конъюгированной инвертазы не изменилось. Тогда как максимальная скорость реакции уменьшилась. Это связано с сшиванием фермента с иммуноглобулинами, что приводит к неконкурентному ингибированию активных центров фермента и снижением продуктивности фермента. Однако фермент сохраняет способность связываться с субстратом и конъюгат можно использовать для конкурентного ИФА определения фторхинолонов. Осуществили исследования электрохимических свойств двуметочных конъюгатов методом вольтамперометрии и рекомендовали условия регистрации сигналов глюкозы персональным глюкометром и серебра методом вольтамперометрии при определении фторхинолонов в модельных растворах.
https://news.tpu.ru/news/v-tpu-nauchat-glyukometry-opredelyat-ostatochnoe-kolichestvo-antibiotikov-v-pishchevoy-produktsii/?ysclid=mj6in5cvt0129737141
Публикации
1.
Дорожко Е.В., Соломоненко А.Н., Еркович А.В., Кольцова А.В., Короткова Е.И., Колобова Е.Н., Семин В.О., Никулин Л.Г., Михайлова Т.В., Казачинская Е.И., Сакиб М.
Copper-enhanced electrochemical immunosensor based on gold nanoparticles for the quality control of hepatitis A virus vaccines
Talanta, Volume 297, Part A, 2026, Article number 128579 (год публикации - 2026)
10.1016/j.talanta.2025.128579
2.
Дорожко Е.В., Соломоненко А.Н., Кольцова А.В., Короткова Е.И., Михневич Е.И., Вашист М., Кар. П., Уи А., Сакиб М.
Personal Glucose Meter: Biosensing Platforms for Environmental Toxicants
Biosensors, Volume 15. - № 12. - Article number 811 (год публикации - 2025)
10.3390/bios15120811
3. Кольцова А.В., Михневич Е.И., Дорожко Е.В. Получение и исследование биоконъюгатов на основе инвертазы и иммуноглобулина для оценки качества вакцин Томск: Изд-во Томского политехнического университета, Томск : Изд-во Томского политехнического университета, 2025. – С. 271 (год публикации - 2025)
4. Кольцова А.В., Михневич Е.И., Дорожко Е.В., Соломоненко А.Н. Применение персонального глюкометра для обнаружения вирусных частиц СПб.: электронное издание (г. Санкт-Петербург), СПб.: электронное издание, 2025 – С. 149 (год публикации - 2025)
5. Кольцова А.В., Михневич Е.И., Соломоненко А.Н., Дорожко Е.В. Синтез конъюгата на основе инвертазы для оценки качества вакцин иммуноферментным анализом с использованием персонального глюкометра Екатеринбург: ИЗДАТЕЛЬСТВО АМБ, 2025. – С. 29 – Текст: электронный (год публикации - 2025)