1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Российские нанотехнологии
  4. T. 19, № 1, 2024

Российские нанотехнологии, 2024, T. 19, № 1, стр. 88-95

Проводящий композит БЦ/ПЭДОТ : ПСС/графен как рецепторный элемент микробного биосенсора

А. Е. Китова 1, Ю. В. Плеханова 1, С. Е. Тарасов 1, Н. А. Кленова 2, А. Н. Решетилов 1, *

1 Институт биохимии и физиологии микроорганизмов им. Г.К. Скрябина РАН, ФИЦ “Пущинский научный центр биологических исследований РАН”
Пущино, Россия

2 Самарский национальный исследовательский университет им. С.П. Королева
Самара, Россия

* E-mail: anatol@ibpm.pushchino.ru

Поступила в редакцию 28.05.2023
После доработки 27.09.2023
Принята к публикации 07.10.2023

Аннотация

В настоящее время актуален поиск новых материалов, обладающих высокой проводимостью и биосовместимостью, для использования в составе биосенсоров. Одним из перспективных материалов является бактериальная целлюлоза (БЦ) благодаря высокой площади поверхности, высокой пористости и биосовместимости. Для повышения проводимости БЦ была модифицирована с помощью проводящего геля ПЭДОТ : ПСС и углеродных наноматериалов. Композиция терморасширенный графит/БЦ/ПЭДОТ : ПСС/графен использована для иммобилизации клеток уксуснокислых бактерий Gluconobacter oxydans на поверхности печатного графитового электрода. Исследовано влияние отдельных компонентов композита на каталитическую активность бактерий в присутствии медиатора 2,6-дихлорфенолиндофенола. Внесение БЦ в состав композита обеспечивало более высокую стабильность электрода, падение сигнала в течение 35 дней составило 9%. При этом микробный биосенсор на основе композита ТРГ/ПЭДОТ : ПСС/графен/БЦ/G. oxydans демонстрировал лучшую чувствительность (24.43 мкА мМ–1 см–2) и нижний предел обнаружения (0.005 мМ) по сравнению с другими рассмотренными аналогами. Таким образом, БЦ, модифицированная проводящими добавками, может быть применена в качестве матрицы для иммобилизации бактерий в составе микробных биосенсоров и биотопливных элементов.

Список литературы

  1. Рогова Е.А., Алашкевич Ю.Д., Кожухов В.А. и др. // Химия растительного сырья. 2022. № 4. С. 27. https://doi.org/10.14258/jcprm.20220411373

  2. Zhao C., Wang G., Sun M. et al. // Fibers Polym. 2021. V. 22. P. 1208. https://doi.org/10.1007/s12221-021-0650-5

  3. Keshk S.M.A.S. // J. Bioproces. Biotechn. 2014. V. 4. P. 150. https://doi.org/10.4172/2155-9821.1000150

  4. Zhong C. // Front. Bioeng. Biotechnol. 2020. V. 8. P. 605374. https://doi.org/10.3389/fbioe.2020.605374

  5. Kiesewetter D.V., Zhuravleva N.M., Reznik A.S. et al. // IEEE 3rd International Conference on Dielectrics (ICD). 2020. P. 245. https://doi.org/10.1109/ICD46958.2020.9341885

  6. Troncoso O.P., Torres F.G. // Int. J. Mol. Sci. 2020. V. 21. P. 6532. https://doi.org/10.3390/ijms21186532

  7. Zamani F.G., Moulahoum H., Ak M. et al. // Trends Analyt. Chem. 2019. V. 118. P. 264. https://doi.org/10.1016/j.trac.2019.05.031

  8. Решетилов А.Н., Китова А.Е., Тарасов С.Е. и др. // РЭНСИТ. 2020. Т. 12. № 4. С. 471. https://doi.org/10.17725/rensit.2020.12.471

  9. Hosseini H., Kokabi M., Mousavi S.M. // Carbohydr. Polym. 2018. V. 201. P. 228. https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2018.08.054

  10. de Assis S.C., Morgado D.L., Scheidt D.T. et al. // Biosensors. 2023. V. 13 (1). P. 142. https://doi.org/10.3390/bios13010142

  11. Adekoya G., Sadiku R., Sinha Ray S. // Macromol. Mater. Eng. 2021. V. 306. https://doi.org/10.1002/mame.202000716

  12. Rajendran J., Shetty B.H., Ganapathy D. et al. // J. Electrochem. Soc. 2022. V. 169. P. 017515. https://doi.org/10.1149/1945-7111/ac4b23

  13. Plekhanova Y., Tarasov S., Kitova A. et al. // 3 Biotech. 2022. V. 12. P. 42. https://doi.org/10.1007/s13205-021-03107-w

  14. Тарасов С.Е., Плеханова Ю.В., Китова А.Е. и др. // Прикладная биохимия и микробиология. 2022. Т. 58. № 4. С. 388. https://doi.org/10.31857/S0555109922040158

  15. Kitova A., Tarasov S., Plekhanova Y. et al. // Biosensors. 2021. V. 11. № 5. P. 144. https://doi.org/10.3390/bios11050144

  16. Решетилов А.Н., Плеханова Ю.В., Тарасов С.Е. и др. // Прикладная биохимия и микробиология. 2017. Т. 53. № 1. С. 115. https://doi.org/10.7868/S0555109917010160

  17. Dawson R.M.C., Elliott D.C., Elliott W.H., Jones K.M. Data for biochemical research. 3rd edn. Oxford: Oxford Science Publications, OUP, 1986. 580 p.

  18. Sanderson K.E., Zeigler D.R. // Methods Enzymol. 1991. V. 204. P. 248. https://doi.org/10.1016/0076-6879(91)04012-d

  19. Plekhanova Y., Tarasov S., Bykov A. et al. // Biosensors. 2019. V. 9. 137. https://doi.org/10.3390/bios9040137

  20. Cevik E., Cerit A., Tombuloglu H. et al. // Analyt. Lett. 2018. V. 52. № 7. P. 1138. https://doi.org/10.1080/00032719.2018.1521828

  21. Dessie Y., Tadesse S. // Sensing and Bio-Sensing Res. 2022. V. 36. P. 100484. https://doi.org/10.1016/j.sbsr.2022.100484

  22. Lokar N., Pečar B., Možek M. et al. // Biosensors. 2023. V. 13. P. 364. https://doi.org/10.3390/bios13030364

  23. Hiratsuka A., Iwasa H., Uzawa H. et al. // ACS Omega. 2019. V. 4. P. 5776. https://doi.org/10.1021/acsomega.9b00060

  24. Nashruddin S.N.A., Abdullah J., Mohammad Haniff M.A.S. et al. // Biosensors. 2021. V. 11. P. 267. https://doi.org/10.3390/bios11080267

  25. Abd-Wahab F., Abdul Guthoos H.F., Wan Salim W.W.A. // Biosensors. 2019. V. 9. P. 36. https://doi.org/10.3390/bios9010036

Дополнительные материалы отсутствуют.

Инструменты

следующая статья выпуска предыдущая статья выпуска содержание выпуска

Российские нанотехнологии

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал