Публікації, в яких представлені результати проекту |
096 Towards development of colorimetric test-systems for phenols detection based on computationally-designed molecularly imprinted polymer membranes |
Автори: | Т.А.Sergeyeva, L.A.Gorbach, О.А.Slinchenko, L.A.Goncharova, O.V.Piletska, О.О.Brovko, L.M.Sergeeva, G.V.Elska | |
Реферат: | Colorimetric test-systems for the express control of phenols content in water were developed. The synthetic binding sites capable of phenol binding were formed in the structure of free-standing molecularly imprinted polymer (MIP) membranes. The composition of MIPs able to recognize phenol was optimized using the method of computational modeling, providing selection of functional monomers capable of interaction with phenol with high binding energy. Itaconic acid, 2-acrylamido-2-methyl-1-propanesulfonic acid, acrylamide, and methacrylic acid were identified as optimal functional monomers able to interact with phenol with high binding energies ( -34.80 kCal/M, -30.86 kCal/M, -24.14 kCal/M, and -23.17 kCal/M, respectively) and used for the synthesis of MIP membranes.
MIP membranes were obtained by co-polymerization of a functional monomer (itaconic acid / 2-acrylamido-2-methyl-1-propanesulfonic acid / acrylamide / methacrylic acid) with (tri)ethyleneglycoldimethacrylate, and oligourethaneacrylate. Addition of the elastic component oligourethaneacrylate provided the formation of a highly cross-linked polymer with receptor properties in a form of thin, flexible, and mechanically stable membrane. High accessibility of the artificial receptor sites for the interaction with analyzed phenol molecules was achieved due to the addition of a linear polymer (polyethyleneglycol Mw 20 000) to the initial monomer mixture before the polymerization. As a result typical semi-interpenetrating polymer networks (semi-IPNs) were formed. The cross-linked component of the semi-IPN was represented by the highly cross-linked MIP, while the linear one was represented by polyethyleneglycol Mw 20 000.
The phenol-selective MIP membranes were used as a basis for the colorimetric test-system for revealing phenol in aqueous samples. Phenol molecules selectively adsorbed by the MIP membranes were revealed using color reaction with 4-aminoantipyrine. The intensity of the membranes’ staining was proportional to the phenol concentration in the analyzed sample. The detection limit of phenols detection using the developed colorimetric test-system based on MIP membranes with the optimized composition is 50 nM, while the working range of the test-system - 50 nM–0.5 mM. Storage stability of test-systems at room temperature comprised 12 months. As compared to the traditional methods of phenols detection the developed test-system is characterized by simplicity of operation, compactness, and low cost.
| |
Ключові слова: | phenols, molecularly-imprinted polymers, molecularly-imprinted polymer membranes, test-systems, environmental monitoring | |
Видання: | Materials Science and Engineering C | | | 2010,
431-436,англійська |
096 Полімерні аналітичні тест-системи для визначення монофенолів у водних розчинах |
Автори: | Л.А.Горбач, О.О.Бровко, Л.А.Гончарова, О.А.Слінченко, Л.М.Сергеєва, Т.А.Сергеєва | |
Реферат: | Розроблено методику синтезу фенол-специфічних молекулярно імпринтованих полімерних мембран. На їх основі створені аналітичні тест-системи для якісного та напівкількісного визначення фенолу в водних розчинах, які працюють за типом "лакмусовий папірець" і утримують стійке забарвлення впродовж кількоїх місяців | |
Ключові слова: | феноли, молекулярно імпринтовані полімерні мембрани, тест-системи, наноструктуровані полімери | |
Видання: | Полімерний журнал | | | 2010,
79–83,українська |
096 Колориметричні тест-системи на основі молекулярно-імпринтованих полімерів для селективного розпізнавання малих біоорганічних молекул |
Автори: | Л.А. Горбач, О.О. Бровко, О.А. Слінченко, Л.А. Гончарова, Л.М. Сергеєва, Т.А. Сергеєва | |
Реферат: | З поєднанням технології молекулярного імпринтингу та принципу взаємопроникних полімерних сіток одержано молекулярно-імпринтовані (МІП) акрилат-олігоуретанакрилатні та композиційні селективні до креатиніну полімерні мембрани. Продемонстровано можливість застосування одержаних МІП-мембран як принципово нових полімерних колориметричних тест-систем для кількісного визначення креатиніну патологічних концентрацій, які працюють за принципом "лакмусового папірця". | |
Ключові слова: | молекулярно імпринтовані полімерні мембрани, тест-системи, креатинін | |
Видання: | Украинский химический журнал | | | 2011,
59-64,українська |
096 Application of creatinine-sensitive biosensor for hemodialysis control |
Автори: | O.A.Zinchenko, S.V.Marchenko, T.A.Sergeyeva, A.L.Kukla, A.S.Pavlyuchenko, E.K.Krasyuk, A.P.Soldatkin, A.V.El’skaya | |
Реферат: | The highly sensitive and selective potentiometric biosensor for creatinine determination has been developed by us earlier. In it, pH-sensitive field effect transistors were used as transducer and immobilized creatinine deiminase (EC 3.5.4.21)—as a biosensitive element. In the work presented, we optimized this biosensor for creatinine analysis in real samples of dialysate in patients with renal failure. The optimized version of biosensor was applied for on-line monitoring of the level of creatinine in the patient's dialysate fluid in the course of dialysis session. High correlation between the biosensor analysis and traditional Jaffe method was demonstrated | |
Ключові слова: | biosensor, creatinine, haemodyalisis control | |
Видання: | Biosensors and Bioelectronics | | | 2012,
466-469,англійська |
096 Colorimetric test-systems for creatinine detection based on composite molecularly imprinted polymer membranes |
Автори: | T.A.Sergeyeva, L.A.Gorbach, E.V.Piletska, S.A.Piletsky, O.O.Brovko, L.A.Honcharova, O.D.Lutsyk, L.M.Sergeeva, A.V.El’skaya | |
Реферат: | An easy-to-use colorimetric test-system for the efficient detection of creatinine in aqueous samples was developed. The test-system is based on composite molecularly imprinted polymer (MIP) membranes with artificial receptor sites capable of creatinine recognition. A thin MIP layer was created on the surface of microfiltration polyvinylidene fluoride (PVDF) membranes using method of photo-initiated grafting polymerization. The MIP layer was obtained by co-polymerization of a functional monomer (e.g. 2-acrylamido-2-methyl-1-propanesulfonic acid, itaconic acid or methacrylic acid) with N, N′-methylenebisacrylamide as a cross-linker. The choice of the functional monomer was based on the results of computational modeling. The creatinine-selective composite MIP membranes were used for measuring creatinine in aqueous samples. Creatinine molecules were selectively adsorbed by the MIP membranes and quantified using color reaction with picrates. The intensity of MIP membranes staining was proportional to creatinine concentration in an analyzed sample. The colorimetric test-system based on the composite MIP membranes was characterized with 0.25 mM detection limit and 0.25–2.5 mM linear dynamic range. Storage stability of the MIP membranes was estimated as at least 1 year at room temperature. As compared to the traditional methods of creatinine detection the developed test-system is characterized by simplicity of operation, small size and low cost | |
Ключові слова: | molecularly imprinted polymers, molecularly imprinted polymer membranes, grafting polymerization, test-system, creatinine | |
Видання: | Analytica Chimica Acta | | | 2013,
161-168,англійська |
096 Rational design and development of affinity adsorbents for analytical and biopharmaceutical applications |
Автори: | E.V.Piletska, J.Kumire, T.Sergeyeva, S.Piletsky | |
Реферат: | With increased level of regulations and growing consumer awareness, there is a big
demand for bioactive compounds that are sourced from sustainable, natural/biological
feedstocks. These chemicals have potential application in pharmaceutical, cosmetic
and nutraceuticals sectors. However, design and selection of selective adsorbents for
chemically diverse chemical and biological compounds from complex matrix is a very
challenging task. There is a strong call for a larger diversity of the custom-made
extraction adsorbents which would facilitate the extraction and purification of natural
and synthetic compounds for the nutraceutical and pharmaceutical industries. Equally
important is an application of affinity adsorbents and membranes in bioanalytical
applications where processing of analytical samples still remains an issue. Among the
main requirements for these adsorbents is their specificity, high binding capacity, short
time of preparation, low cost and high stability. This paper shows how computational
approach can help producing the polymeric materials possessing the required properties
quickly and effectively. The design and development strategies have been
outlined, analyzed, and illustrated by the examples of recent successes in the computational
design of the polymeric adsorbents and membranes | |
Ключові слова: | affinity adsorbents, molecularly imprinted polymers, membranes,
separation, purification | |
Видання: | Journal of Chinese Advanced Materials Society | | | 2013,
229-244,англійська |
096 Acetylcholineesterase-based conductometric biosensor for determination of aflatoxin B1 |
Автори: | О.О.Soldatkin. O.S.Burdak, T.A.Sergeyeva, V.N.Arkhypova, S.V.Dzyadevych, A.P.Soldatkin | |
Реферат: | The theoretical and experimental studies were carried out, which resulted in the development ofacetylcholinesterase-based conductometric biosensor for determination of aflatoxin B1. We establisheda linear range of substrate measurement (0.25–1 mM) and optimal concentration of acetylcholine forinhibitory analysis (1 mM). The sensitivity of developed biosensor to aflatoxin B1 was tested, the cal-ibration curve was plotted for the dependence of residual activity of the acetylcholinesterase-basedbioselective element on the toxin concentration. Detection limit of aflatoxin B1 was 0.05 ug/ml. It wasshown that the developed biosensor was characterized by high signal reproducibility of direct determi-nation of the main substrate as well as of the inhibitory analysis of aflatoxin B1 (the error of detectionwas no more than 7%). | |
Ключові слова: | biosensor, environmental monitoring, aflatoxin B1 | |
Видання: | Sensors and Actuators | | | 2013,
999-1003,англійська |
096 Biosensors. A quarter of a century of R&D experience |
Автори: | A. P. Soldatkin, S. V. Dzyadevych, Y. I. Korpan, T. A. Sergeyeva, V. N. Arkhypova, O. A. Biloivan, O. O. Soldatkin, L. V. Shkotova, O. A. Zinchenko, V. M. Peshkova, O. Y. Saiapina, S. V.Marchenko, A. V. El’skaya | |
Реферат: | The paper is a review of the researches of Biomolecular Electronics Laboratory concerning the development of
biosensors based on electrochemical transducers (amperometric and conductometric electrodes, potentiometric
pH-sensitive field effect transistors) and different biorecognition molecules (enzymes, cells, antibodies), biomimics
(molecularly imprinted polymers), as sensitive elements for direct analysis of substrates or inhibitory analysis
of toxicants. Highly specific, sensitive, simple, fast and cheap detection of different substances renders them as
promising tools for needs of health care, environmental control, biotechnology, agriculture and food industries.
Diverse biosensor formats for direct determination of different analytes and inhibitory enzyme analysis of a number
of toxins have been designed and developed. Improvement of their analytical characteristics may be achieved
by using differential mode of measurement, negatively or positively charged additional semipermeable membranes,
nanomaterials of different origin, genetically modified enzymes. These approaches have been aimed at increasing
the sensitivity, selectivity and stability of the biosensors and extending their dynamic ranges. During the
last 25 years more than 50 laboratory prototypes of biosensor systems based on mono- and multibiosensors for
direct determination of a variety of metabolites and inhibitory analysis of different toxic substances were created.
Some of them were tested in real samples analysis. The advantages and disadvantages of the biosensors developed
are discussed. The possibility of their practical application is considered | |
Ключові слова: | biosensor, immobilized enzyme, substrate, inhibitor, multibiosensor | |
Видання: | Biopolymers and Cell | | | 2013,
188-206,англійська |
096 Colorimetric biomimetic sensor systems based on molecularly imprinted polymer membranes for highly-selective detection of phenol in environmental samples |
Автори: | T. A. Sergeyeva, D. S. Chelyadina, L. A. Gorbach, O. O. Brovko,
E. V. Piletska, S. A. Piletsky, L. M. Sergeeva, A. V. El’skaya | |
Реферат: | Aim. Development of an easy-to-use colorimetric sensor system for fast and accurate detection of phenol in environmental
samples. Methods. Technique of molecular imprinting, method of in situ polymerization of molecularly
imprinted polymer membranes. Results. The proposed sensor is based on free-standing molecularly imprinted
polymer (MIP) membranes, synthesized by in situ polymerization, and having in their structure artificial
binding sites capable of selective phenol recognition. The quantitative detection of phenol, selectively adsorbed
by the MIP membranes, is based on its reaction with 4-aminoantipyrine, which gives a pink-colored product. The
in- tensity of staining of the MIP membrane is proportional to phenol concentration in the analyzed sample.
Phenol can be detected within the range 50 nM–10 mM with limit of detection 50 nM, which corresponds to the
concentrations that have to be detected in natural and waste waters in accordance with environmental
protection standards. Stability of the MIP-membrane-based sensors was assessed during 12 months storage at
room temperature. Conclusions. The sensor system provides highly-selective and sensitive detection of phenol in
both model and real (drinking, natural, and waste) water samples. As compared to traditional methods of phenol
detection, the proposed system is characterized by simplicity of operation and can be used in non-laboratory
conditions. | |
Ключові слова: | phenol, molecularly imprinted polymer membranes, sensors, test-systems, colorimetry | |
Видання: | Biopolymers and Cell | | | 2014,
209-216,англійська |
096 096 Створення біосенсорних систем на основі молекулярно імпринтованих полімерних мембран для визначення фенолів у воді |
Автори: | Т.А.Сергеєва, Д.С.Челядіна, Л.А.Горбач, О.О.Бровко, Л.М.Сергеєва, Г.В.Єльська | |
Реферат: | Створено аналітичну систему для визначення фенолу на основі молекулярно імпринтованих мембран, отриманих методом полімеризації in situ у комбінації з методом комп’ютерного моделювання, яка забезпечує високоселективне та високочутливе визначення аналіту. Межа визначення фенолу за допомогою такої системи становить 50 нМ, а лінійний динамічний діапазон - 50 нМ – 10 мМ, що відповідає концентраціям, які необхідно визначати у природних та стічних водах. Стабільність розроблених сенсорних систем на основі МІП мембран становить 12 місяців, що істотно перевищує стабільність аналогічних пристроїв на основі природних рецепторів та ферментів. Доведено придатність застосування створених сенсорних систем для аналізу фенолів як у модельних зразках, так і для визначення вмісту цих речовин у зразках з довкілля (природні та стічні води). Поряд із високою селективністю та чутливістю створені системи характеризується простотою, компактністю та невисокою вартістю | |
Ключові слова: | молекулярно імпринтовані полімери, мембрани, біосенсори, тест-системи, фенол | |
Видання: | Полімерний журнал | | | 2014,
289-295,українська |
Конференції, семінари, читання, на яких представлені результати проекту |
096 096 096 096 096 096 096 096 096 096 096
|
096 Напрям 5. Нанобіотехнології Мета:створення на основі наноструктурованих полімерних мембран, отриманих із застосуванням методу молекулярного імпринтингу, простих у використанні, недорогих та високостабільних оптичних сенсорних систем для визначення токсичних молекул (забруднювачів навколишнього середовища та харчових токсинів) у навколишньому середовищі та продуктах харчування, а також молекул-маркерів патологічних станів людини для медичної діагностики Очікувані результати:Випуск нового виду продукції: методів, теорій Етап 1:Синтез нанокомпозитних полімерних мембран для селективного розпізнавання фенолів і харчових токсинів та створення сенсорних систем на їх основі Етап 2:Розробка колориметричних сенсорних систем для медичної діагностики Етап 3:Розробка колориметричних та флуориметричних сенсорних систем для визначення відходів фармацевтичних виробництв Етап 4:Розробка флуориметричних сенсорних систем для визначення гербіцидів Етап 5:Апробація розроблених колориметричних і флуориметричних сенсорних систем для моніторингу довкілля
|