Досліджено характеристики різних перетворювачів, що запропоновано використовувати для створення амперометричних біосенсорів, а саме різноманітних вуглецевих і металевих електродів, виготовлених за сучасними технологіями. Показано, що платина є найбільш придатним електродним матеріалом для використання як амперометричних перетворювачів (АМП). Зазначено, що є можливим застосування гребінчастих планарних електродів як АМП. Визначено, що оптимальним матеріалом для виробництва таких електродів є платина, а для їх підкладки - кремній, ширина пальців електродів і відстань між пальцями гребінок - 10 мкм.

За допомогою імпедансної спектроскопії досліджено характеристики тонкоплівкових гребінчастих електродів як перетворювачів для кондуктометричних біосенсорів. Для подальшого створення ферментних біосенсорів запропоновано оптимальні матеріали для електродів і підкладинки, а також їх характеристичні розміри.

Розроблено топологію транзисторних чипів на основі диференційних іон-селективних польових транзисторів (ІСПТ) та виготовлено серію рН-чутливих сенсорних елементів за кремнієвою інтегральною р-канальною МОН-технологією. Розроблено уніфіковану вимірювальну кювету для диференційної пари ІСПТ, яка є базовим модулем для побудови багатоканального сенсорного масиву. Розглянуто основні типи електронних ІСПТ-перетворювачів та проаналізовано їх характеристики щодо біосенсорних застосувань. На основі рН-ІСПТ-елементів та низки іммобілізованих біоселективних ферментних шарів розроблено експериментальні зразки біосенсорів для вимірювання токсичних речовин у розчинах. Одержано калібрувальні криві для визначення концентрацій органофосфорних і карбаматних пестицидів та глікоалкалоїдів.

Вивчено можливості практичного застосування біосенсорів на основі рН-чутливих польових транзисторів та глюкозооксидази для кількісного аналізу концентрації глюкози в зразках крові людини. Оптимізовано основні аналітичні характеристики розроблених біосенсоров, визначено оптимальні умови для проведення вимірювань з реальними зразками крові. Показано, що розроблений біосенсор можна використовувати для аналізу глюкози в крові людини.

Обоснована целесообразность оперативного лечения беременных с опухолями яичников при прогрессирующей беременности. Оптимальным сроком проведения операции является 13 - 18-я неделя беременности. Применение эндоскопической методики у беременных позволяет снизить травматичность операции, не оказывая отрицательного воздействия на дальнейшее течение беременности, состояние плода и новорожденного.

Представлено результати по оптимізації основних характеристик кондуктометричних ферментних біосенсорів та створенню високоефективних і стабільних систем для аналізу реальних зразків. Всебічно досліджено вплив умов проведення експериментів, матеріалів, форми та розмірів електродів на характеристики перетворювачів і розроблені практичні рекомендації щодо їх оптимального вибору. Проведено порівняння робочих характеристик біосенсорів на основі кондуктометричних перетворювачів та pH-чутливих польових транзисторів для кількісного аналізу пеніциліну. Запропоновано декілька шляхів цілеспрямованої зміни аналітичних характеристик кондуктометричних ферментних біосенсорів, зокрема чутливості та динамічного діапазону вимірювань, і проведено їх детальний аналіз. Розроблено глюкозний кондуктометричний біосенсор для аналізу реальних зразків (крові і культуральних рідин) без попередньої їх обробки.

Перевірено можливість використання природного цеоліту кліноптилоліту для модернізації біоселективного елемента біосенсора на основі рН-чутливих польових транзисторів з метою покращання його аналітичних характеристик. В якості дослідної моделі було використано біоселективний елемент на основі уреази, іммобілізованої за допомогою методу ковалентної зшивки глутаровим альдегідом. Досліджено робочі характеристики біосенсорів на основі суміші уреази та кліноптилоліту та порівняно їх з характеристиками біосенсора на основі лише уреази. Встановлено, що використання кліноптилоліту в складі біоселективних елементів призводить до збільшення величини відгуку розроблених біосенсорів. Досліджено залежність відгуку уреазного біосенсора від концентрації кліноптилоліту в біомембрані. Оптимальна концентрація кліноптилоліту складала 10 %. Апробовано ряд конструкцій біоселективних елементів на основі одно- та двошарових мембран з різними комбінаціями та співвідношеннями кліноптилоліту та уреази. Показано, що наявність кліноптилоліту в біомембрані покращує відтворюваність та операційну стабільність сигналів біосенсорів. Відзначено, що застосування кліноптилоліту в складі біоселективних елементів може використовуватися для покращання характеристик уреазних біосенсорів.

Визначено, що у разі контрольованого повільного осадження з розчинів кальцію хлориду за допомогою карбаміду утворюється кальцит з частинками гексагональної форми. З'ясовано кінетичні характеристики реакції: константи швидкості за різних температур, порядок реакції та енергію активації.

Індекс рубрикатора НБУВ: З852.395-01

Рубрики:

Польові тріоди

Шифр НБУВ: Ж60673 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Індекс рубрикатора НБУВ: Р715.101.7-52 + Р715.301.7-52

Рубрики:

Паразитарні хвороби піхви

Шифр НБУВ: Ж23282 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Мета роботи - з використанням розробленого мультибіосенсора проаналізувати токсичність реальних водних зразків. Застосовано потенціометричний мультибіосенсор з низкою іммобілізованих ферментів та матриці іоноселективних польових транзисторів як перетворювачів біохімічного сигналу в електричний. Біоселективні елементи у складі мультибіосенсора створено на основі ацетилхолінестерази, бутирилхолінестерази, уреази, глюкозооксидази та триферментної системи (інвертаза, мутаротаза, глюкозооксидаза). За допомогою розробленого аналізатора виконано експерименти з визначення токсичних речовин у водних зразках різного походження. Одержані дані порівняно з результатами, одержаними за допомогою стандартних традиційних методів аналізу токсичних речовин (атомна абсорбційна спектроскопія, тонкошарова хроматографія та атомно-абсорбційний аналізатор ртуті). Висновки: показано кореляцію результатів, одержаних за мультибіосенсорним і традиційними методами.

Предложена и описана концепция мультибиосенсора для определения различных токсичных веществ на основе ингибиторного ферментного анализа и показана принципиальная возможность его создания. Для разработки такой системы использовали два типа преобразователей, а именно - потенциометрические рН-чувствительные полевые транзисторы и кондуктометрические тонкопленочные гребенчатые электроды, а также три фермента: уреазу, ацетилхолинэстеразу и бутирилхолинэстеразу. Данные, полученные в ходе измерений, обработаны с использованием математического аппарата: дискриминантного функционального анализа и метода искусственных нейронных сетей. Предложена полная процедура определения токсичных веществ и описаны ее преимущества.

Розроблено глюкозний амперометричний біосенсор, вивчено його характеристики та визначено оптимальні умови для отримання активної мембрани з глюкозооксидазою. Встановлено, що зміна концентрації фонового електроліту в буфері та зміна буферної ємності несуттєво впливають на величину відгуку біосенсора, оптимум роботи карбонового електрода з іммобілізованою глюкозооксидазою спостережено за pH 7,2. Глюкозному мікробіосенсору притаманна лінійна залежність величини відгуку від концентрації глюкози в діапазоні 0 - 8 мМ. Мінімальна порогова концентрація, яку можна визначити за його допомогою, складає 0,03 мМ. Створений біосенсор рекомендовано використовувати в харчовій промисловості для контролю та оптимізації біотехнологічних процесів.

Індекс рубрикатора НБУВ: Е.с5

Рубрики:

Технічне обладнання для біологічних досліджень

Шифр НБУВ: Ж14252 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Розроблено високочутливий та селективний мультибіосенсор на основі низки іммобілізованих ферментів як біоселективних елементів та матриці іоноселективних польових транзисторів - перетворювачів біохімічного сигналу в електричний. Для створення біоселективних елементів мультибіосенсора використано ферменти ацетилхолінестеразу, бутирилхолінестеразу, уреазу, глюкозооксидазу та триферментну систему (інвертаза, мутаротаза, глюкозооксидаза). Одержані біоселективні елементи в прямому ферментному аналізі демонструють високу чутливість до відповідних субстратів. Час проведення аналізу складає 10 хв. Динамічний діапазон визначення субстратів значною мірою залежить від застосованих ферментних систем і знаходиться в межах від 0,1 до 1,5 - 10 мМ. Досліджено також залежності відгуків мультибіосенсора від рН, іонної сили та буферної ємності розчину. Підібрано оптимальні умови для одночасної роботи всіх біоселективних елементів мультибіосенсора, наведено дані з перехресного впливу субстратів усіх використаних ферментів. Розробленому мультианалізатору притаманна задовільна відтворюваність сигналів.

Досліджено роботу високочутливого та селективного мультибіосенсора на основі низки іммобілізованих ферментів як біоселективних елементів та матриці pH-чутливих польових транзисторів як перетворювачів біохімічного сигналу в електричний. Для створення біоселективних елементів мультибіосенсора використано ферменти ацетилхолінестеразу, бутирилхолінестеразу, уреазу, глюкозооксидазу та триферментну систему інвертаза-мутаротаза-глюкозооксидаза, які продемонстрували високу чутливість до дії токсинів. Визначено оптимальні концентрації субстратів, використані у процесі інгібіторного аналізу, які становлять для ацетилхоліну 10 мМ, бутирилхоліну - 5 мМ, сечовини - 5 мМ, цукрози - 5 мМ і глюкози - 2 мМ. Час інкубації мультибіосенсора в токсичних розчинах дорівнює 20 хв. Показано, що перехресного впливу субстратів для всіх використаних ферментних систем майже немає. Перевірено також інгібіторну дію окремих токсинів та їх сумішей на біоселективні елементи мультибіосенсора.

Екологічний моніторинг довкілля набуває дедалі більшого значення. Тому за токсичними речовинами у навколишньому середовищі потрібен постійний контроль. Одними з небезпечних забруднювачів довкілля є поверхнево-активні речовини. Розроблено кондуктометричний біосенсор для визначення їх у водних розчинах. Як кондуктометричний перетворювач використовували диференційну пару планарних тонкоплівчастих гребінчастих електродів, нанесених на керамічну підкладку. Біоселективним елементом слугувала ацетилхолінестераза, іммобілізована разом із сироватковим альбуміном бика на поверхню перетворювача за допомогою глутарового альдегіду. Підібрано оптимальні умови іммобілізації ацетилхолінестерази в парах глутарового альдегіду. Вивчено вплив характеристик дослідженого розчину (іонна сила, рН та буферна ємність) на роботу біосенсора, перевірено його чутливість до бензалконіуму хлориду. Показано, що біосенсор характеризується високою операційною стабільністю. За допомогою створеного кондуктометричного біосенсора на основі ацетилхолінестерази можна визначати концентрації поверхнево-активних речовин у водних зразках.

Застосовано потенціометричний мультибіосенсор з низкою іммобілізованих ензимів та матриці іоноселективних польових транзисторів як перетворювачів біохімічного сигналу на електричний. Спочатку було перевірено інгібіторний вплив окремих токсикантів та їх сумішей на біоселективні елементи мультибіосенсора. Виходячи з одержаних результатів та використовуючи методи математичної обробки даних, запропоновано нову методику мультибіосенсорного аналізу. За цією процедурою проведено ряд експериментів із визначення токсичних речовин у водних зразках різного походження. Проведено порівняння одержаних даних із результатами стандартних традиційних методів аналізу токсичних речовин (атомної абсорбційної спектроскопії, тонкошарової хроматографії та атомно-абсорбційного аналізатора ртуті). Показано кореляцію результатів, одержаних мультибіосенсорним і традиційними методами.

Огляд присвячено аналізу власних робіт з розробки близько 20 кондуктометричних біосенсорів на основі планарних електродів та різноманітного біологічного матеріалу (ферменти, клітини, антитіла), синтетичних мембран як чутливих елементів. Висока селективність, чутливість, низька ціна, простота та експресність визначення різноманітних речовин роблять біосенсори необхідними для потреб медицини, біотехнології, екології, сільського господарства та харчової промисловості. При аналізі реальних зразків неспецифічний вплив фонових електролітів можна суттєво зменшити завдяки використанню диференційного режиму вимірювань, більш концентрованих буферних розчинів, а також додаткових негативно чи позитивно заряджених мембран, які запобігають впливові буферної ємності та іонної сили розчинів і розширюють динамічний діапазон роботи сенсорів. Для створення мініатюрних імуносенсорів було запропоновано такі підходи: а) використання поліаніліну як електропровідної мітки при визначенні антитіл у конкурентному імуноаналізі; б)створення багатошарових структур з плівками фталоціаніну; в)використання акрилових сополімерних мембран. Обговорено переваги та недоліки розроблених кондуктометричних біосенсорів. Подальша комерціалізація таких приладів пов'язана з пошуком шляхів стабілізації чутливих мембран та суміщення у єдиному технологічному циклі.

Розроблено наукові основи технології одержання хімічно осадженого карбонату кальцію (КК), модифікованого карбамідоформальдегідними полімерами (КФДП) для полімерних матеріалів. Теоретично і експериментально досліджені процеси осадження КК та утворення КФДП в розчинах хлориду кальцію. Визначено умови їх сумісного осадження, що забезпечують найбільший ступінь перетворення вихідних реагентів. Встановлено, що осадження КК у присутності зародків кристалізації збільшує ступінь перетворення. Для утворення зародків використано метод осадження КК за допомогою продуктів гідролізу карбаміду. Визначено кінетичні параметри реакції осадження КК продуктами гідролізу карбаміду та процесу поліконденсації КФДП у присутності іонів кальцію. Встановлено, що на швидкість процесу утворення КФДП впливає концентрація іонів кальцію у розчині. Визначено властивості порошків модифікованого КК (дисперсність, фазовий склад) для різних умов осадження. На підставі одержаних даних обгрунтувано технологічні параметри одержання модифікованого КК. Модифікований КК випробуваний як наповнювач еластомерних матеріалів (гуми), а також поліетилену високого та низького тиску. Показано, що використання модифікованого КФДП КК покращує технологічні показники наповнених матеріалів у порівнянні з використанням немодифікованої тонкодисперсної крейди. Розроблено технологічну схему одержання КК, модифікованого КФДП.