ИСТИНА

Для разработки ряда тест-полосок и биосенсорных систем персонального использования востребовано использование более стабильных искусственных аналогов ферментов. Особый интерес представляет имитация активности пероксидазы хрена, широко используемой в медицинском анализе в качестве каталитической метки. Нанозимы (наночастицы, имитирующие ферментативную активность) из берлинской лазури – одного из наиболее эффективных (электро)катализаторов восстановления пероксида водорода – могут быть использованы в качестве более надёжной альтернативы перкоксидазе хрена. Их применение в качестве каталитической метки, однако, требует их функционализации для связывания с биомолекулой. Для функционализации на стадии синтеза в работе предложена методика синтеза композитных наночастиц БЛ/проводящий полимер. Данный способ позволяет модифицировать нанозимы амино-, боронато-, сульфонато- и азидогруппами. Также использованный подход позволяет контролировать диаметр получаемых нанозимов на стадии синтеза (30-60 нм), варьируя исходные концентрации реагентов. Исследована кинетика каталитического восстановления пероксида водорода в пристутствии 3,3’,5,5’-тетраметилбензидина. Рассчитанные каталитические константы сравнимы с таковой для пероксидазы в аналогичных условиях (220 с-1) и превышают её до 5 раз. Полученные наночастицы не проявляют оксидазную активность и сохраняют высокую активность при физиологических pH (7.0-7.4). Селективность наночастиц к пероксиду водорода по отношению к органическим гидропероксидам (трет-бутилгидропероксид, пероксид метилэтилкетона и гидропероксид кумола) превышает селективность природной пероксидазы хрена. Функционализация нанозимов берлинской лазури на стадии синтеза не снижает их электрокаталитической активности. Так, сенсоры на основе иммобилизованных наночастиц БЛ/поли(3-аминофенилборная кислота) на 30% более чувствительны в реакции восстановления H2O2, чем сенсоры на основе плёнок БЛ. Линейный диапазон определяемых концентраций охватывает четыре порядка величины (5 5·10-7 – 1·10-3 М) Более того, проводящие полимеры оказывают стабилизирующее действие: сенсоры на основе наночастиц БЛ/поли(3-АФБК) сохраняют 95% своего первоначального сигнала вдвое дольше, чем таковые на основе немодифицированных НЧ БЛ. Нанозимы, модифицированные азидогруппами, успешно сконъюгированы с фрагментами гена HULC – днкРНК, ассоциированного с раками печени и прямой кишки. Показана принципиальная возможность электрокаталитической детекции связывания олигонуклеотида-мишени с ДНК-зондом и, как следствие, возможность использования разработанных наночастиц в качестве электрокаталитических меток для создания электрохимических ДНК/РНК-сенсоров. Предел обнаружения олигонуклеотида в модельной системе не превышает 100 пМ. Работа выполнена при финансовой поддержке РНФ, грант # 19-73-00166.