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 ученых опубликованы в журнале ACS Applied Polymer Materials.
«В качестве основы для биосенсоров часто используют полиэтилендиокситиофен (ПЭДОТ) и его производные, – рассказала первый автор работы, студентка 6 курса химфака МГУ 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», – добавила соавтор работы, старший научный сотрудник химического факультета МГУ Мария Комкова.
Соавторы из Сколково присоединили к созданной в МГУ основе ДНК-зонд, реагирующий на ген рака печени. Затем на химическом факультете 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.