ИСТИНА

Элементы биологического распознавания являются ключевыми компонентами большинства сенсорных систем. Биомолекулы в их составе специфически взаимодействуют с определяемыми веществами и обеспечивают тем самым высокую селективность сенсоров. Однако биомолекулы обладают низкой операционной стабильностью, высокой себестоимостью и требуют особых условий хранения. Кроме того, их использование в сенсорных системах часто сопряжено с применением дополнительных реагентов и введением различных модификаций, например, каталитических или электроактивных меток. Это ограничивает практическое приложение сенсоров из-за дополнительных стадий анализа и невозможности проводить длительный мониторинг. Для увеличения операционной стабильности сенсоров применяют синтетические сенсорные материалы, обладающие достаточной селективностью и при этом низкой себестоимостью. Селективность таких материалов определяется специфическими взаимодействиями функциональных групп. Одним из примеров синтетических элементов распознавания являются материалы на основе фенилборной кислоты, способной образовывать устойчивые циклические эфиры с 1,2- и 1,3-цис-диольными фрагментами моносахаридов и гидроксикислот. Применение этого свойства для сенсорных приложений открывает путь к решению множества медицинских и биотехнологических задач: контроль природных моносахаридов и их производных при различных болезнях (гликозурия, муковисцидоз, рак и др.), энантиомерная чистота синтетических лекарств, мониторинг процессов ферментации и пр. Было показано, что фенилборная кислота способна специфически связываться с клеточной стенкой микроорганизмов, которая состоит из олиго- и полисахаридов, содержащих большое количество 1,2- и 1,3-цис-диольных групп. Следовательно, сенсорные системы на основе фенилборной кислоты могут использоваться для микробиологических задач, например, контроля микробного заражения воздуха или жидких сред. Однако применение свободной фенилборной кислоты в сенсорных системах сопряжено с введением дополнительных реагентов. Основные методы обнаружения микробного заражения также имеют ограниченное практическое применение, так как предполагают дополнительные стадии предобработки или анализа, требуют наличия дорогостоящего оборудования, труднодоступных расходных материалов. Для устранения указанных ограничений фенилборную кислоту можно включить в цепь проводящего полимера, например, полианилина, чувствительного к изменению свойств заместителей его основной цепи. Применение электрохимического анализа в таком случае позволит отказаться от дополнительных реагентов и использовать преимущества электрохимических методов: экспрессность, простота применения и дешевое оборудование. Несмотря на перспективность разработки электрохимических сенсоров на основе фенилборной кислоты, аналитически значимый сигнал на диольные фрагменты не был получен. Так, например, разработанный ранее потенциометрический сенсор с использованием поли(аминофенилборной кислоты) демонстрирует максимальную величину отклика на 40 мМ глюкозы порядка 2 мВ. С учетом дрейфа базовой линии в несколько мВ, сенсор неприменим для анализа реальных объектов. Итак, необходимо разработать электрохимический сенсор на основе фенилборной кислоты, обладающий селективностью к 1,2- и 1,3-цис-диольным группам, позволяющий проводить безреагентное экспрессное определение соединений, содержащих указанные фрагменты. Для демонстрации практической применимости сенсора требуется провести обнаружение микроорганизмов.