Исследование и разработка информационных чип-технологий и микрофлюидных чип-анализаторов для ускоренного обнаружения и идентификации жизнеспособных возбудителей инфекций. Государственная программа научных исследований «Междисциплинарные научные исследования, новые зарождающиеся технологии как основа устойчивого инновационного развития», подпрограмма «Объединение» («Конвергенция-20»). Задание 3.04 «Исследовать и разработать методы функционализации и биоконъюгирования наноструктур для создания биосенсоров» : отчет о научно-исследовательской работе (заключительный) / БГУ ; научный руководитель А. И. Драпеза

Abstract

Объектами исследования и разработки в течение 2016-2020 годов являлись различные конструкции электрофизического типа; планарные октагональные биосенсорные чип-форматы с алюминиевыми микроэлектродами на ситалловой подложке, покрытые композитной пленкой из Al2O3 (200 нм) + SiO2 (100 нм); чип-форматы с ITO микроэлектродами прямоугольной, октагональной и круговой формы на стеклянной подложке; чип-форматы с Ni микроэлектродами на стеклянной подложке, а также микрообъемные конструкции теплового типа; суспензии микроорганизмов E.coli, S.aureus, P.aeruginosa и С.albicans, их микрокапли и пленочные биоструктуры, а также эритроциты цельной крови человека. Целями работы являются исследование и разработка информационных чип-технологий и микрофлюидных чип-анализаторов для ускоренного обнаружения и идентификации жизнеспособных возбудителей инфекций. На примере микроорганизмов E.coli, S.aureus, P.aeruginosa и С.albicans показаны принципиальные возможности микрофлюидных чип-форматов электрофизического и теплового типа для их ускоренного обнаружения и дифференциации. В результате разработан аппаратно-программный комплекс для автоматизации исследований и разработок биопроцессорных чип-форматов для информационных технологий ускоренного обнаружения и идентификации микроорганизмов. Результаты проведенных исследований и разработок микрофлюидных биопроцессорных чип-форматов с ITO и Ni микроэлектродами показали принципиальную возможность их использования в микрокапельных образцах тест-суспензий для точной и воспроизводимой сепарации и концентрирования клеток при соответствующих методиках. В частности, с использованием видео- и фотоматериалов продемонстрированы однотипные (точные) и воспроизводимые режимы электрокинетической сепарации эритроцитов в модельных условиях и в цельной крови без антикоагулянта и с антикоагулянтом от бактерий S.aureus и их концентрирования.