ИСТИНА

Целью настоящего проекта является разработка фундаментальных комплексных подходов к созданию двумерных метаматериалов – структурированных на наноуровне композитов на основе графена, наночастиц серебра и органических соединений – с заданными оптическими свойствами, которые будут служить основой высокостабильных в процессе хранения и эксплуатации ГКР-активных сенсорных элементов для селективного экспресс-определения низко- и высокомолекулярных биологически активных соединений в сложных по составу биологических объектах (плазме крови, моче и клеточных культурах) и фармацевтических препаратах, характеризующихся переменным и изменяющимся составом матрицы, без предварительной или минимальной пробоподготовки. Примерами таких актуальных аналитов будут служить флавоноиды, катехоламины и их метаболиты, водо- и жирорастворимые витамины, диагностические белки и ферменты.

The project is aimed at solving a fundamental problem, specifically the development of integrated approaches to the creation of two-dimensional metamaterials – graphene-based composites, silver nanoparticles and organic compounds structured at the nanoscale, with specified optical properties that will serve as the basis for the new generation of SERS-active sensor elements. The proposed SERS sensors will be characterized by high stability during storage and operation, reproducibility of the analytical signal from one sensor to another during manufacturing, the specified spectral characteristics will provide selective and highly sensitive determination of low and high molecular weight biologically active compounds in the complex composition of biological objects (blood plasma, urine, and cell cultures) and pharmaceutical preparations characterized by variable composition of the matrix, without preliminary or minimal sample preparation, compared with the classical ones. The metasurfaces based on graphene and its derivatives will protect metal nanoparticles from oxidation, improve the adhesion of the analyte to the sensor surface, and will also prevent the degradation of the analyte due to the protective coating of graphene, which separates the analyte from silver particles. Flavonoids, catecholamines and their metabolites, water- and fat-soluble vitamins, diagnostic proteins and enzymes, will be used as such relevant analytes. In this project, the stability of all components of composite materials, including the aforementioned analytes, in the composition of the developed two-dimensional metamaterials will be investigated, and the spectral, kinetic and thermodynamic parameters of indicator reactions will be evaluated to optimize the "chemical design" of the obtained SERS sensor elements in the analysis of real objects various compositions and polarity. The project results will be reported at All-Russian and International conferences, published in journals from the list of the Higher Attestation Commission. All results will be novel and patentable.

Разработка методики синтеза метаповерхностей на основе графена и его производных как основы высоко чувствительных и стабильных ГКР-сенсорных систем позволит экспрессно и достоверно определять ряд важнейших малостабильных низко- и высокомолекулярных биологически активных соединений на уровне нано- и фемтомолярных концентраций и анализировать реальные фармацевтические объекты и биологические жидкости, имеющие сложный и переменный состав матрицы, без предварительной или минимальной пробоподготовкой, что, несомненно, актуально при разработке новых подходов определения целого комплекса биологически активных веществ для дальнейшего использования в диагностике социально-значимых заболеваний и контроле качества фармацевтических препаратов, растительного сырья. Результаты проекта будут доложены на Всероссийских и международных конференциях, опубликованы в журналах из списка ВАК. Все получаемые результаты будут новыми и патентоспособными.