Электрохимический биосенсор с наноматериалами для мониторинга уровня дофамина

Актуальность
Биомолекулы различных нейромедиаторов, в частности дофамина, жизненно важны для функционирования нейронов, отвечающих за память, обучение, внимание, восприятие, эмоции, познавательное поведение и контроль движений. Низкая концентрация дофамина может быть причиной таких серьезных заболеваний как синдром дефицита внимания и гиперактивности (СДВГ), эпилепсия, шизофрения, синдром Туретта, болезнь Паркинсона и т.д.. В то же время высокий уровень дофамина может коррелировать с системной артериальной гипертензией, кардиотоксичностью, сердечной недостаточностью и наркотической зависимостью. Детектирование нейромедиаторов в клинической практике возможно, однако на сегодня отсутствуют методы, позволяющие получить результат быстро и с минимальными требованиями к оснащению лаборатории и квалификации оператора. Предлагаемая в проекте разработка биологического сенсора направлена на решение проблемы простого и быстрого детектирования уровня нейромедиаторов в физиологических жидкостях человека.
Проблема
Предлагаемая в проекте разработка биологического сенсора направлена на решение проблемы простого и быстрого детектирования уровня нейромедиаторов в физиологических жидкостях человека.
Цель
В ходе выполнения работ по проекту будет проведена разработка конструкции биосенсора для детектирования нейромедиаторов, в первую очередь - дофамина. В основе конструкции биосенсоров предлагается использовать плёнку восстановленного оксида графена, который будет играть роль трансдьюсера, с которой через ковалентное связывание с карбоксильными группами будут связаны специфические аптамеры, выполняющие роль слоя, чувствительного к нейромедиаторам. На основе аптамеров к дофамину и углеродных наноматериалов планируется сформировать макет чувствительного к нейромедиаторам биосенсора. Планируется экспериментально определить чувствительность детектора на различных концентрациях дофамина.
Задачи
В качестве новых результатов будут получены: 1. Модель транспорта зарядов и определение количественных характеристик переноса заряда в системе “аптамер - проводящий слой восстановленного оксида графена”, которая позволит предсказывать параметры чувствительности биологических сенсоров в т.ч. на иные нейромедиаторы. 2. Экспериментальные зависимости угла смачивания от типа и концентрации дисперсионной среды, морфологии пленок углеродных наноматериалов на полимерной подложке от параметров нанесения методами спин-коатинга, что позволит разработать методику формирования равномерной пленки восстановленного оксида графена на полимерной подложке, а также ляжет в основу технологии создания биологических сенсоров на гибкой подложке. 4. Методика связывания аптамеров, чувствительных к дофамину, с пленкой восстановленного оксида графена с формированием коньюгата “восстановленный оксид графена - аптамер”, которая также будет использована в качестве основы технологии создания биологических сенсоров на гибкой подложке. 5. Макет биосенсора на основе коньюгата “восстановленный оксид графена - аптамер”, чувствительного к дофамину который практически продемонстрирует возможность быстрого детектирования неромедиаторов. 6. Концентрационные зависимости чувствительности макетов биосенсоров к различным концентрациям дофамина которые послужат отправной точкой в разработке серийных устройств такого типа. 7. Заявка на НИОКР «Разработка биосенсорной платформы для мониторинга уровня нейромедиаторов в орган
Результат
Макет биосенсора на основе коньюгата “восстановленный оксид графена - аптамер”, чувствительного к дофамину который практически продемонстрирует возможность быстрого детектирования неромедиаторов.
Партнёры проекта
—
***