Диссертация

В последние годы сохраняется устойчивый интерес к разработке компактных сенсоров, в том числе для задач персонифицированной медицины. В настоящей работе были созданы амперометрические сенсоры на основе наноразмерных гексацианоферратов железа/никеля для определения биомаркеров в биологических жидкостях. Одним из результатов работы является создание твердоконтактных ионоселективных электродов (ТК-ИСЭ) для определения ионов калия и натрия в поте или сыворотке крови. Показано, что электроды, модифицированные наночастицами берлинской лазури (НЧ БЛ) или гексацианоферратом никеля (ГЦФ Ni) генерируют воспроизводимые отклики в режиме проточно-инжекционной амперометрии при постоянном потенциале, а высота катодного пика линейно зависит от концентрации ионов калия. Использование НЧ БЛ в качестве твердого контакта упростило процедуру модификации поверхности электрода. Применение ГЦФ Ni способствует повышению стабильности ТК-ИСЭ: после хранения сенсора в течение недели сохраняется 94 % чувствительности ТК-ИСЭ, а также электроды подходят для длительных измерений, сохраняя до 95 % чувствительности в течение 5 часов измерений образцов. Вторым направление работы стало создание амперометрических ДНК/РНК-сенсоров, функционирующих в сыворотке крови человека. Была разработана сенсорная платформа на основе проводящего полимера ПЭДОТ-N3, синтезированного в водной среде без поверхностно-активных веществ. В качестве электрокаталитических меток в ДНК-сенсорах были использованы функционализированные композитные НЧ БЛ. Разработанные сенсоры показали высокую чувствительность при определении как меченых, так и немеченых олигонуклеотидов в режимах конкурентного и «сэндвич»-анализа. Практическая значимость подтверждена успешным определением фрагмента РНК HULC – перспективного биомаркера гепатоцеллюлярной карциномы, в клинически значимом диапазоне концентраций. Третьим направлением работы было создание чувствительных сенсоров для определения пероксида водорода в конденсате выдыхаемого аэрозоля (КВА). Электрохимический синтез наноструктурированной БЛ из разбавленных растворов прекурсоров, позволил снизить предел обнаружения сенсоров, в том числе за счет снижения шума. Проблема потери чувствительности сенсоров в процессе измерений КВА была решена благодаря стабилизации ГЦФ Ni. В результате показано, что концентрация H2O2 в КВА, собранного без дополнительного охлаждения, у трех групп людей (некурящих, курящих и людей с постковидным синдромом) статистически различаются.