Аннотация:Сегодня одними из самых распространенных биосенсоров являются амперометрические биосенсоры на основе иммобилизованных оксидаз. Наибольшей чувствительности и селективности электрохимических биосенсоров на основе оксидаз можно добиться, осуществляя определение продукта ферментативной реакции Н2О2 по его восстановлению. Это может быть достигнуто как с использованием пероксидаз в процессе прямого биоэлектрокатализа, так и нанозимов с пероксидазной активностью. Замена даже одного из ферментов в биферментной системе позволило бы значительно улучшить стабильность биосенсоров, что объясняет интерес к разработке и применению различных наночастиц-аналогов пероксидазы, в том числе для биосенсорных приложений.
Квалификационная работа посвящена разработке высокоэффективых биосенсоров энзим-нанозим на основе ферментов оксидаз и искусственной пероксидазы на основе берлинской лазури.
В рамках квалификационной работы разработан сенсор на пероксид водорода с рекордной чувствительностью на основе каталитически синтезированных нанозимов искусственная пероксидаза и углеродной сажи. Коэффициент чувствительности для полученных сенсоров на 30% выше, чем для отдельно иммобилизованных нанозимов, и на 70% выше, чем для каталитически синтезированных покрытий.
Разработаны глюкозные и лактатные электрохимические биосенсоры энзим-нанозим, получаемые путем как последовательной, так и совместной иммобилизации наночастиц берлинской лазури и ферментов оксидаз. Совместная иммобилизация оксидаз и нанозимов в полимерных матрицах позволяет в 2-3 раза улучшить операционную стабильность биосенсоров. Для глюкозных биосенсоров энзим-нанозим, изготовленных с применением перфторсульфонированного полимера и сажи, соотношение коэффициентов чувствительности к глюкозе и пероксиду водорода в 5 раз выше, чем для подобных биосенсоров на основе сплошных покрытий берлинской лазури. Это позволило достичь рекордных коэффициентов чувствительности биосенсора – до 0.32 ± 0.02 А∙М-1∙см-2.
На основе биосенсоров энзим-нанозим разработаны амперометрические тест-полоски для низкопотенциального определения глюкозы в микролитровых объемах. Показана применимость тест-полосок для анализа сыворотки крови человека.