Научные достижения химического факультета
05.05.2021

Химики МГУ создали универсальную основу для электрохимических биосенсоров

Сотрудники Химического факультета МГУ совместно с коллегами из Сколтеха синтезировали универсальный полимер для электрохимических сенсоров. Материал можно сшивать с чувствительными элементами любой сложности – от небольших органических молекул до биологических объектов (антитела, ферменты, ДНК и пр.). Сенсоры на основе нового материала на порядки лучше по сравнению с предыдущими версиями. Авторы работы показали эффективность разработки на примере ДНК-сенсора на основе разработанного полимера и наночастиц берлинской лазури для определения фрагмента гена рака печени. Результаты исследований российских ученых опубликованы в журнале ACS Applied Polymer Materials.

"В качестве основы для биосенсоров часто используют полиэтилендиокситиофен (ПЭДОТ) и его производные, -- рассказывает первый автор работы, студентка 6 курса Вера Шавокшина. -- Получают их традиционно в органической среде или в водной, но в присутствии поверхностно-активных веществ. Такие подходы позволяют ускорить реакцию, но посторонние органические соединения в объеме полимера отрицательно влияют на электрохимические характеристики материала, а также на активность биологических рецепторов на его основе. Мы предложили синтез в полностью водной среде в отсутствие поверхностно-активных веществ, что устранило побочные эффекты. В результате модификации электрохимические характеристики сенсоров улучшились на два с лишним порядка".

Модификация полимера открывает обширные возможности для создания более чувствительных электродов благодаря селективной реакции азид-алкинового присоединения, проходящей с высоким выходом. "Данная реакция позволяет модифицировать поверхность как органическими низкомолекулярными соединениями, так и биомолекулами, например, ДНК, аптамерами, антителами, ферментами", -- рассказала соавтор работы, с.н.с. химического факультета МГУ к.х.н. Мария Комкова. Соавторы из Сколково присоединили к новой основе ДНК-зонд, реагирующий на ген рака печени. Затем в МГУ провели тесты, подтверждающие возможность создания ДНК-сенсоров на основе азидо-замещенного ПЭДОТ.

Как говорят авторы работы, области применения данного полимера очень разнообразны благодаря обширному кругу химических соединений и биологических рецепторов, которые можно присоединить к новой основе.

Исследование поддержано грантом Российского научного фонда №19-73-00166.

На фото слева: Мария Комкова, справа: сенсоры. Автор фото: Александра Кучерова/пресс-служба химического факультета МГУ имени Ломоносова