Диссертация

Сахара и гидроксикислоты играют важнейшую роль в биологических процессах в природе и являются одними из наиболее распространенных аналитов в биохимии, клинической диагностике, контроле качества медицинских препаратов, пищевой промышленности. Определение концентрации ключевых метаболитов, лактата и глюкозы, в физиологических жидкостях позволяет судить о наличии патологических состояний и заболеваний, таких как сахарный диабет, гипоксия тканей, дыхательная недостаточность. Среди экспрессных, надежных, простых в эксплуатации и не требующих трудоемкой пробоподготовки методов лидирующие позиции занимают электрохимические методы. Некоторые моносахариды (глюкоза) и гидроксикислоты (лактат) возможно детектировать амперометрически с помощью биосенсоров на основе соответствующих ферментов оксидаз. Однако применение ферментов в анализе, ограничено, в первую очередь, по причине низкой стабильности биомолекул. Биомиметика аффинных реакций включает создание синтетических рецепторов на основе аминокислот, нуклеиновых кислот, функционализированных полимеров или полимеров с молекулярными отпечатками, способных к специфическому распознаванию аналитов за счет определенных функциональных групп. Сенсоры на основе синтетических рецепторов при приемлемой чувствительности обладают преимуществами по сравнению с биосенсорами, а именно, они стабильны на воздухе при комнатной температуре, методы их получения просты и недороги, сенсор возможно регенерировать и использовать многократно. Синтетическими рецепторами для создания сенсоров на полиолы (многоатомные спирты, углеводы) и гидроксикислоты могут служить производные фенилборных кислот, способные обратимо и селективно связываться с 1,2- или 1,3-диольными функциональными группировками с образованием устойчивых циклических боронатных эфиров в водных средах. В качестве чувствительного слоя безреагентных электрохимических сенсоров на глюкозу, фруктозу, лактат возможно использовать проводящие полимеры, имеющие в своей структуре фрагменты фенилборной кислоты (ФБК). В таком случае, распознавание аналита будет осуществляться функциональными группами, содержащимися в полимере, а преобразование химического сигнала в электрический обеспечат его проводящие свойства. Все известные безреагентные электрохимические сенсоры на основе аффинных взаимодействий при регистрации сигнала демонстрируют снижение проводимости чувствительного слоя, что не позволяет различать аналитический сигнал (специфические взаимодействия с аналитом) на фоне неспецифических процессов, которые также всегда приводят к снижению проводимости. В частности, известные сенсоры на основе ФБК не представляют практической ценности по причине низкой селективности и недостаточной чувствительности метода детектирования.