Biopolym. Cell. 2026; 42(Special Issue):54.
Біомаркери та інструменти молекулярної діагностики захворювань
Електрохімічні біосенсори для фармацевтичної промисловості
- Інститут молекулярної біології і генетики НАН України
Вул. Академіка Заболотного, 150, Київ, Україна, 03143
Abstract
Передумови. Біосенсори мають великий потенціал у фармацевтичній промисловості, стаючи незамінними та надзвичайно чутливими інструментами для прискорення розробки ліків, забезпечення контролю якості, безпеки та ефективності ліків, а також для оптимізації їх розробки та виробничих процесів. Ці пристрої поєднують елементи біологічного розпізнавання з фізикохімічними перетворювачами для забезпечення швидкого, в реальному часі та часто економічно вигідного виявлення аналітів. У цій презентації ми обговоримо потенційне застосування біосенсорів у фармацевтичній промисловості, а також будуть представлені деякі результати таких застосувань. Методи. Для розробки біосенсорів існують різні схеми виявлення, зокрема амперометричні, потенціометричні та кондуктичні режими трансдукції. В якості біоселективних мембран ми використовували різні ферменти, такі як пеніциліназа, глюкозооксидаза, уреаза, аргіназа, аргініндеуміназа, холінэстераза тощо. Результати. Було спроєктовано і розроблено низку електрохімічних ферментних біосенсорів для кількісного виявлення різних речовин (пеніцилін, глюкоза, лактоза, сечовина, аргінін, сахароза, деякі поверхнево-активні речовини тощо); їхні експериментальні прототипи були виготовлені та ретельно протестовані для можливих фармацевтичних застосувань. Наприклад, розроблено біосенсор провідності на основі інгібування холінестерази за допомогою поверхнево-активних речовин. Досліджено залежність швидкості інгібування біоселективного елемента від концентрації бензалконію хлориду та натрію додецилсульфату за оптимальних умов роботи біосенсора. Потенціометричні біосенсори на основі інгібування холінэстерази індолом розроблені алкалоїди, які мають фізіологічну активність, пов'язану з впливом на центральні та периферичні органи. Нервові системи використовуються в сучасній медицині та фармакології при гіпертонії, аритміях та лікуванні судинних захворювань. Описано та характеризується п'ять типів електрохімічних біосенсорів на основі ферментів та інших хімічних речовин для визначення концентрації L-аргініну у фармацевтичних зразках. Визначено та порівняно аналітичні характеристики розроблених сенсорів. Показано, що кожен тип біосенсора має свої переваги та обмеження щодо чутливості, лінійного діапазону та межі виявлення. Висновки. Варто зазначити, що всі розроблені біосенсори електрохімічних ферментів адаптовані до масштабних технологій виробництва. З подальшим широким застосуванням розроблених біосенсорів отримані результати демонструють можливість модуляції: їхні основні характеристики відповідають специфічним вимогам фармацевтичних застосувань.
Keywords: електрохімічні біосенсори, ферменти, фармацевтична промисловість, експрес-аналіз
Повний текст: (PDF, англійською)
