Наведено результати теоретичних і експериментальних досліджень, спрямованих на вивчення хемілюмінесцентним методом антиоксидантної системи людини, що адекватно відбиває процеси окиснення біологічних органічних сполук та активізування антиоксидантної системи організму за умов впливу екзогенних активних форм кисню. Модифіковано фізичну та математичну моделі процесів перекисного окиснення ліпідів, які враховують наявність антиоксидантів і зміну їх кількості у біооб'єкті під час дії екзогенних активних форм кисню, зокрема, під час проведення ознотерапії, що дозволяє прогнозувати терапевтичний вплив активних форм кисню на організм пацієнта. Вперше теоретично й експериментально доведено, що швидкість і кінетику антиоксидантної активності біопроб, одержаних під час дії активної форми кисню - озону, можна визначати за допомогою вивчення кінетики індуційованої хемілюмінесценції. Розроблено автоматизовану аналітичну хемілюмінесцентну систему, що дозволяє проводити хемілюмінесцентні дослідження, зокрема, дослідження дії активних форм кисню на біологічні об'єкти. Запропонано хемілюмінесцентну методику експерс-контролю показників антиоксидантної активності пацієнта під час проведення терапії активними формами кисню, що дозволяє проводити хемілюмінесцентний експрес-аналіз з мікрооб'ємами біологічної проби.

Проведено розробку структури сенсорної системи на базі технологій цифрової обробки сигналів для керування електрохемілюмінесцентним або електрохімічним сенсорами. Розглянуто проблему перетворення інформації, що одержується в аналоговій та цифрових частинах системи, як наслідок взаємодії сенсора з дослідним зразком. Проведено побудову сенсорної системи на базі запропонованої елементної бази, визначено функціональність системи та технічні характеристики елементів системи.

Проведено розробку структури аналітичної системи, що базується на використанні мікро- та наноелектродів для електрохімічних досліджень. Наведено технологію виготовлення та результати тестування мікроелектродів з золотою робочою поверхнею в формі диску. На прикладі аналізу електрохемілюмінесцентного відгуку бірадикальної електрохімічної реакції з 9,10-діфеніл антраценом продемонстровано аналітичні можливості розробленої аналітичної системи.

Містить результати теоретичних й експериментальних досліджень, що спрямовані на розробку концепції технологічних засад використання нанофотонних та наноелектрохімічних технологій для створення сенсорних систем. Їхнє застосування дає змогу поліпшити аналітичні характеристики систем, розширити функціональність, що включає збільшення номенклатури об’єктів, речовин, що можуть досліджуватися. Запропоновано концепцію побудови надшвидкого потенціостату для реалізації високошвидкісних методів електрохімічної аналізу з використанням мікро-, ультрамікро- та наноелектродів, як сенсорів, яка базується на принципах внутришньокаскадних зв’язків, компенсації омічного падіння в модулі перетворення струм-напруга та застосування режиму повторювача на високих частотах для підсилювача, що керує протиелектродом сенсора. Набув подальшого розвитоку метод надшвидкої вольтамперометрії, що включає дослідження використання мікроелектродів та наноелектродів для електрохімічних досліджень. Отримав широкого розвитку метод хемілюмінесценції, що включає розробку нових композицій та застосування нанотехнологічного п’єзоелектричного активатора аналітичної хемілюмінесцентної реакції. Це дало змогу розробити методики визначення біологічнозначущих компонентів рідких проб, таких як аскорбінова кислота, супероксиддисмутаза, гемін, тирозиназа. Продемонстровано перспективність використання методу електрогенерованої хемілюмінесценції в сенсорних системах, що включало розробку фізико-хімічної моделі процесів взаємодії етилформату з біпиридиновим комплексом рутенію, що описує механізм генерації аналітичного сигналу. Наведено дані та випрацьовані рекомендації з розробки інструментарію для нанофотонних та наноелектрохімічних сенсорних систем.

Досліджено можливість використання скловуглецевих електродів, модифікованих лазер-індукованими періодичними поверхневими структурами, для проведення електрохімічних та електрохемілюмінесцентних досліджень та створення відповідних аналітичних систем. Модифікація поверхні електродів проводилась за допомогою фемтосекундного лазеру. Морфологію поверхні модифікованих електродів досліджено методом атомно-силової мікроскопії, що показала стабільне утворення періодичних поверхневих структур. Електрохемілюмінесцентні дослідження показали можливість ефективного застосування модифікованих електродів для створення відповідних аналітичних систем.