ДР № 0117U007142. Термін виконання НДР: 2017-2020 рр.
Керівник роботи: Лешко Р.Я., канд. фіз.-мат. наук.
Фактичний обсяг фінансування за період виконання:
із загального фонду держбюджету МОНУ – 1771,0 тис. грн., зокрема, у 2020 – 439,1 тис. грн.
Секція: Нові технології виробництва матеріалів, їх оброблення, з’єднання, контролю
якості; матеріалознавство; наноматеріали та нанотехнології
Назва напряму секції: 4. Наноматеріали та нанотехнології,
- Біоматеріалознавство
Одержаний науковий результат, його новизна, науковий рівень, значимість
та практичне застосування
Проведено синтез та досліджено структурно-морфологічну характеристику (за використання спектральних методів, скануючої електронної мікроскопії, рентгеноспектрального аналізу та трансмісійної електронної мікроскопії) наночастинок (NPs) благородних металів (золота та срібла). Проведено ковалентну іммобілізацію лаккази із Trametes versicolor на поверхні Au-NPs. Продемонстровано, що при включенні у біорозпізнаючий шар отриманих біонанокомпозитів, чутливість сенсора підвищується у 2,11 – 2,43 рази порівняно з вільною лакказою (без використання Au-NPs). Лінійність сконструйованого біосенсора, знаходиться у діапазоні 5-190 мкМ для ABTS, а описані в літературі найближчі аналоги чи прототипи біосенсора показали значно коротші лінійні діапазони для ABTS: 2-9,5 мкМ; до 25 мкМ; 1-10 мкМ; 0,5-15 мкМ та 0,5-100 мкМ. Висока чутливість та розширений діапазон визначення фенолів робить розроблений біосенсор більш перспекивним для практичного його використання.
Вперше отримано біонанокомпозити на основі Au-NPs з ковалентно іммобілізованою лакказою, включені в уреасил-вмісну матрицю та встановлено позитивний їх вплив на характеристики біосенсора для визначення похідних фенолу. Отримано нові біоелектроди для простого та швидкого аналізу фенолів у довкіллі та для оцінки якості питної води.
Здійснено апробацію оптимізованих лабораторних прототипів біосенсорів на модельних та реальних зразках стічних вод. Підготовлено протоколи приготування біоелектродів на основі лаккази, нанорозмірних об’єктів і уреасильних матриць та Інструкцію їх використання для аналізу похідних фенолу в зразках стічної води.
Високий науковий рівень проведених досліджень відображається рівнем публікацій за проектом, а також тим, що за матеріалами представлених досліджень успішно захищено 1 магістерська робота та 1 кандидатська дисертація, і 1 кандидатська дисертація прийнята до захисту.
Розроблені біосенсори спрощують та пришвидшують процедуру виявлення похідних фенолу в стічних водах і не мають аналогів в Україні. Прогнозована ціна кінцевого біосенсора є суттєво нижчою у порівнянні із відомими комерційними підходами аналізу фенолів. Проведення досліджень молодими вченими (під керівництвом досвідчених науковців) створює сприятливі умови для набуття ними важливого наукового досвіду та відкриває перспективи подальшого їх кар’єрного росту.
Кількісні показники результатів дослідження
– Статті у журналах, що входять до наукометричних баз даних Scopus та/або Web of Science Core Collection – 5;
– Публікації у матеріалах конференцій, тезах доповідей та виданнях, що не включені до переліку наукових фахових видань України – 1;
– Монографії та розділи монографій, опубліковані за рішенням Вченої ради закладу вищої освіти – 1;
– Монографії та розділи монографій, опубліковані (або підготовлені і подані до друку) в іноземних видавництвах – 3;
– Захищено кандидатських дисертацій – 1;
– Захищено магістерських робіт – 1.