CC BY
42
НОВЫЙ ТИП БИОДАТЧИКОВ ДЛЯ БИОТЕХНОЛОГИИ И МЕДИЦИНЫ
С.Г.Скуридин*. В.А. Дубинская", О.Н.Компанец***, Ю.М.Евдокимов* 'Институт молекулярной биологии им. В.А. Энгельгардта РАН, г. Москва E-mail: [email protected] ' Научно-исследовательский и учебно-методический центр биомедицинских технологий ВИЛАР, г. Москва Институт спектроскопии РАН, Московская область, E-mail: onkomp(a>,isan. troitsk. ru
Ранее было показано, что частицы холестерических жидкокристаллических дисперсий (ХЖКД) ДНК можно использовать в качестве чувствительных элементов (биодатчиков) биосенсоров [1].
Создан оптический биосенсор, включающий портативный дихрометр, способный работать с биодатчиками на основе ХЖКД ДНК. Серия измерений концентраций ряда биологически активных соединений (БАС) как в тестовых лабораторных растворах, так и в физиологических жидкостях показала высокую эффективность этой биоаналитической тест-системы. Достигнуты пределы обнаружения БАС, сопоставимые с пределами их определения при помощи классических (био)химических методов или превышающие их [2].
Получены гидрогели, содержащие в своем составе частицы ХЖКД ДНК. Сочетание привлекательных физико-механических свойств этих гидрогелей (стабильность, прочность, прозрачность, оптическая изотропия, проницаемость для широкого круга БАС) с аналитическим критерием в виде аномального оптического сигнала, генерируемого ХЖКД ДНК в спектре КД, позволило использовать полученный материал в качестве первого пленочного варианта биодатчика. Недостатки геля - большое время отклика, связанное со скоростью диффузии БАС в гель, и набухание самого геля в ходе анализа жидких сред, приводящее к изменению его характеристик (осмотических, упругих и структурных), ответственных за "поддерживающую" функцию по отношению к частицам ХЖКД ДНК, и, следовательно, влияющих на величину аномальной оптической активности ХЖКД - ограничивали его применение [3].
Для стабилизации частиц ХЖКД в условиях набухающего гидрогеля образующие их молекулы ДНК были "сшиты" наномостиками, состоящими из чередующихся ионов Си2+ и молекул антибиотика антрациклиновой группы дауномицина [4].
Способность ХЖКД ДНК, "сшитых" наномостиками, существовать за пределами "граничных" условий формирования ХЖКД ДНК позволила получить совершенно новый тип биочувствительного материала, аналитические возможности которого были оценены при помощи модельных соединений и практически значимых веществ, "мишенями" которых являются компоненты двухцепочечных молекул ДНК и структурные элементы наномостиков [5].
[1] Скуридин С.Г., Евдокимов Ю.М. Биофизика. 2004, т. 49, № 3, с. 468-485.
[2] Компанец О.Н. Успехи физ. наук. 2004, т. 174, № 6, с. 686-690.
[3] Евдокимов Ю.М., Казанский К.С., Скуридин С.Г., Варламов В.П. Патент на изобретение № 2224781. 2004.
[4] Yevdokimov Yu.M., Skuridin S.G., Nechipurenko Yu.D., Zakharov M.A., Salyanov V.l., Kurnosov A.A., Kuznetsov V.D., Nikiforov V.N. Int. J. Biol. Macromol. 2005, v. 36, No 1-2, p. 103-115.
[5] Скуридин С.Г., Дубинская B.A., Захаров M.A., Лагутина М.А., Минеева М.Ф., Ребров Л.Б., Быков В.А., Евдокимов Ю.М. Жидкие кристаллы и их практическое использование. 2005. № 3-4, с. 64-74.
