Разработка гибридной биоматрицы на основе оксида цинка для создания биоэлектронных устройств нового поколения
Название | Разработка гибридной биоматрицы на основе оксида цинка для создания биоэлектронных устройств нового поколения |
---|---|
Авторы | |
Ключевые слова | биосенсор, фермент, биокатализ, оксид цинка |
Секции | Биотехнологии |
Аннотация | Биоэлектронные устройства, сочетающие в себе биологические объекты и компоненты электронных систем, являются объектом научного и практического интереса. Сконструированы и проходят испытания многочисленные биосенсорные устройства и биотопливные элементы, исследуются прототипы логических ячеек и запоминающих устройств на основе гибридных технологий биоэлектроники. Одним из наиболее применяемых биокомпонентов в устройствах такого типа являются ферменты из группы оксидаз, способные к специфичному катализу окислительно-восстановительных реакций. Однако при использовании нативных ферментов возникает ряд технологических проблем, ограничивающих широкое внедрение биоэлектронных устройств на их основе. Ключевыми проблемами являются гармонизация биологических объектов с физическими преобразователями сигналов, надёжная иммобилизация биологических компонентов на рабочей поверхности биосенсоров, обеспечение эффективного переноса заряда в системе «фермент-электрод». Для решения этих проблем мы предлагаем использовать разрабатываемые нами гибридные биоматрицы на основе оксида цинка, стабилизированного электроактивным полимером и белковыми и углеводными компонентами. В этом случае матрица является электродным материалом, наиболее полно воспроизводящим естественное микроокружение фермента при сохранении высоких технологических и эксплуатационных свойств биоэлектронного устройства. В предварительных экспериментах нами было показано, что ферменты, включённые в такие биоматрицы, стабильны и сохраняют свою каталитическую активность в течение долгого времени. Существенно улучшаются аналитические характеристики модельных биосенсоров. Устройства, сконструированные на основе данной технологии, можно адаптировать для многоразового применения. Все используемые компоненты доступны, дёшевы в производстве, экономны в эксплуатации. |
Текст доклада |