ИСТИНА

Создание сенсорных систем на основе биораспознающих катализаторов – ферментов и белков – для определения биологически активных веществ в объектах окружающей среды, растительном сырье, продуктах питания, косметических и медицинских препаратах, биологических жидкостях является на сегодняшний день одной из самых динамично развивающихся областей биоаналитической химии. По сравнению с традиционными аналитическими методами перспективность применения сенсорных устройств в практике химического анализа обусловлена такими их преимуществами, как экспрессность, экономичность, методическая простота, отсутствие необходимости привлечения высококвалифицированного персонала. Однако их еще более широкое применение ограничено недостаточной специфичностью и чувствительностью к ряду субстратов на фоне матриц сложного состава, влиянием последних на каталитическую активность биокатализатора, что приводит к искажениям результатов анализа, а также малой стабильностью нативного фермента и низкой эффективностью биокатализа в органических средах при определении биологически активных соединений в мало- или нерастворимых в воде объектах. Перспективным подходом ранее не использованным в химическом анализе к преодолению указанных проблем является включение биокатализаторов в самособирающиеся структуры на основе природных полимеров. Природные полисахариды (такие как хитозан, целлюлоза и другие) являются одними из наиболее распространенных полимеров, которые используются для формирования нековалентных комплексов с ферментами. Повышенное внимание к именно этому типу полимеров обусловлен не только их способностью образовывать комплексы с белками, но универсальной биосовместимостью с биологическими катализаторами различной природы. Следует отметить, что способ включения фермента в самособирающиеся комплексы отличается универсальностью, простотой применяемых методик, обеспечивает равномерное распределение биокатализатора в объеме носителя, что позволяет получить стабильные иммобилизованные препараты с хорошо воспроизводимыми характеристиками. Варьируя химическую природу, молекулярную массу полисахаридов, используя их различные производные, меняя соотношение полимер-фермент, можно получать препараты с оптимальными для каждого белка характеристиками в целях их дальнейшего применения в аналитической практике. Такие системы легко формируются, оптически прозрачны и удобны для дальнейшего применения в химическом анализе, в том числе в составе различных сенсоров. Таким образом, появляются возможности создания высокоактивных и стабильных ферментативных систем с заданными свойствами (чувствительностью и селективностью) для решения конкретных аналитических задач. В рамках настоящего доклада будут обсуждены - подходы к созданию высокоактивных, однородных по структуре и размерам комплексов ферментов и белков с природными полимерами, стабильных при хранении и в процессе эксплуатации в водных, водно-органических и мицеллярных средах как основы оптических сенсорных систем для определения биологически активных соединений. - Принципы создания универсальных сенсорных устройств, адаптированных под различное серийное оборудование – спектрофотометры и флуориметры, основанных на формировании и измерении аналитического сигнала оптическими методами не в анализируемом растворе, а в биочувствительном (распознающем) слое. - Различные спектрофотометрические и флуоресцентные индикаторные реакции для фенольных соединений, пероксидов различного строения, фенотиазинов в водных, водно-органических и мицеллярных средах, в том числе в непрозрачных и неоднородных растворах, со сложной изменяющейся матрицей (биологических жидкостях); подходы к их разработке. - Способы повышения чувствительности, расширения круга определяемых веществ и анализируемых объектов в результате детального подбора состава водно-органического или мицеллярного раствора реакционной смеси – создания дизайна среды. - Методики определения фенольных соединений различного строения, неорганических и органических пероксидов, фенотиазинов и результаты их апробации в анализе косметических, фармацевтических, пищевых объектов с матрицами сложного состава (мутными, окрашенными, нерастворимыми в водных растворах), биологических жидкостях без предварительной (или минимальной) подготовки проб к анализу.