Электрохимические ДНК-сенсоры на основе нейтрального красного для определения низкомолекулярных соединений тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, кандидат наук Каппо Доминика

• Каппо Доминика
• кандидат наук
• 2023

Оглавление диссертации кандидат наук Каппо Доминика

ВВЕДЕНИЕ

ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1. ДНК: строение молекулы и факторы, влияющие на изменение ее

структуры

1.2. Взаимодействие ДНК с различными низкомолекулярными агентами

1.3. Поли(нейтральный красный) в качестве матрицы для разработки

сенсорных устройств

1.4. Тиакаликс[4]арены и их использование в разработке сенсоров

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

2.1. Реагенты и материалы

2.2. Приборы и методы эксперимента

2.3. Приготовление растворов

2.4. Модификация электродов и методики эксперимента

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЯ

3.1. ДНК-сенсор на основе покрытия полиНК-ДНК для регистрации

окислительного повреждения ДНК

3.1.1. Изучение редокс-активности пленок полиНК-ДНК

3.1.2. Включение в состав покрытия дополнительного медиатора электронного переноса П[5]А

3.1.3. Использование ДНК-сенсора на основе полиНК для регистрации окислительного повреждения ДНК и оценки антиоксидантных свойств аскорбиновой кислоты

3.2. ДНК-сенсор на основе полиНК и МС для определения

доксорубицина

3.2.1. Влияние мономерной формы МС и ДНК на сигнал полиНК

3.2.2. Определение доксорубицина

3.3. ДНК-сенсор на основе супрамолекулярных комплексов ДНК-

тиакаликс[4]арен и полиНК для определения низкомолекулярных соединений

3.3.1. Проведение совместной электрополимеризации НК и МС

3.3.2. Иммобилизация ДНК путем формирования супрамолекулярных комплексов с тиакаликс[4]ареном

3.3.3. Определение доксорубицина

3.3.4. Определение пероксида водорода и антиоксиданта-аскорбиновой кислоты

ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ВЫВОДЫ

СПИСОК УСЛОВНЫХ СОКРАЩЕНИЙ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ БИБЛИОГРАФИЧЕСКИХ ИСТОЧНИКОВ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Электрохимические ДНК-сенсоры на основе нейтрального красного для определения низкомолекулярных соединений»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы исследования. Дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК) и синтетические олигонуклеотиды (аптамеры) привлекают все большее внимание в качестве биокомпонентов электрохимических биосенсоров в течение последних десятилетий. В первую очередь это связано с важностью биохимических функций молекул ДНК в живых организмах и ее потенциальным применением при разработке биосенсоров для обнаружения патогенов и биомаркеров различных заболеваний. Между тем, обнаружение низкомолекулярных соединений, таких как противораковые препараты, загрязнители окружающей среды и активные формы кислорода (АФК), также находится в центре внимания исследователей. Обнаружение небольших молекул, взаимодействующих с ДНК, важно для оценки потенциальных опасностей, сопровождающих применение токсичных противоопухолевых препаратов, а также для различения факторов, связанных с термическим и окислительным повреждением ДНК. Однако подобный анализ требует разработки специальных подходов, учитывающих разницу в масштабе молекул рецептора и анализируемого вещества и относительно незначительные изменения на границе раздела сенсора, возникающие в результате их взаимодействия.

Около половины всех публикуемых работ в данной сфере приходится на электрохимические сенсоры, что объясняется экспрессностью, высокой чувствительностью электрохимических методов анализа и возможностью автоматизации процесса измерения сигнала. Помимо того, электрохимические биосенсоры могут быть легко миниатюризированы и часто используются при оказании медицинской помощи в режиме «pomt-of-care» (у кровати больного) как в условиях стационара, так и вне лечебного учреждения.

В качестве матрицы и сигналообразующего компонента электрохимических сенсоров и ДНК-сенсоров в последние годы активно применяют редокс-полимеры благодаря их множественным электростатическим взаимодействиям с фосфатными остатками остова ДНК и высокой чувствительности характеристик их окисления-восстановления к включению в состав слоя ДНК и ее биоспецифическим реакциям. Таким образом, разработка компактных электрохимических ДНК-сенсоров на основе редокс-активных полимеров, обладающих высокой чувствительностью и се-

лективностью отклика по отношению к аналитам, способным специфически взаимодействовать с ДНК, является актуальной задачей современной электроаналитической химии.

Степень разработанности проблемы. Электрохимическая регистрация окислительного повреждения или других изменений в структуре ДНК может быть основана на записи собственных сигналов оснований ДНК в результате увеличения их доступности к электронному переносу на электроде или появления новых сигналов, к примеру, 8-оксогуанина - главного маркера «окислительного стресса». Также применяют редокс-маркеры, способные взаимодействовать с двойной спиралью ДНК и реагировать на изменение условий электронного обмена на границе электрод - биослой при взаимодействии ДНК с аналитом.

Использование полимерных покрытий при конструировании сенсоров часто сводится к решению проблемы иммобилизации ДНК или аптамера на поверхности электрода. Тем не менее, имеются работы, в которых полимерные покрытия применяют при создании ДНК-сенсоров для регистрации процессов гибридизации в отсутствие дополнительных редокс-маркеров, используя собственную редокс-активность полимеров. Применительно к ДНК разработанные биосенсоры, как правило, ограничены недостаточной чувствительностью сигнала на биохимические процессы с участием ДНК. Также важно учитывать необходимость подобного рода измерений в рамках физиологического диапазона рН, тогда как пока доминируют примеры измерения сигнала при экстремальной кислотности раствора, приводящей к денатурации биополимера. Таким образом, создание биосенсора, учитывающего недостатки аналогов и расширяющего список возможных аналитов, позитивно скажется на развитии отрасли создания сенсорных и биосенсорных устройств.

Цель работы состояла в разработке гибридного электрохимического ДНК-сенсора на основе новых покрытий, включающих электрополимеризованный краситель нейтральный красный (НК) и макроциклический медиатор электронного переноса (пиллар[5]арен, П[5]А), для определения низкомолекулярных соединений, взаимодействующих с ДНК, регистрации окислительного повреждения ДНК и измерения антиоксидантной активности различных соединений.

Для достижения поставленной цели было необходимо решить следующие задачи:

1. Установить рабочие условия формирования и электрохимические характеристики гибридных покрытий на поверхности стеклоуглеродного электрода (СУЭ) на основе полимерной формы НК (полиНК), метиленового синего (МС), углеродной черни (УЧ) и П[5]А.

2. Определить условия включения в состав модификационного слоя в качестве биорецептора специфических взаимодействий ДНК с сохранением ее доступности для низкомолекулярных компонентов.

3. Разработать новые способы регистрации окислительного повреждения ДНК и определения низкомолекулярных соединений, взаимодействующих с ДНК, на основе мониторинга электрохимической активности полиНК и медиаторов электронного переноса, гетерогенных и диффузионно-свободных.

4. Провести тестирование разработанных ДНК-сенсоров на модельных образцах синтетической плазмы крови и сформулировать требования к пробоподго-товке образцов с учетом матричного эффекта.

Научная новизна работы состоит в следующем:

1. Разработаны протоколы получения и изучены электрохимические характеристики гибридных покрытий на основе полиНК, МС, УЧ, П[5]А, а также производного тиакаликс[4]арена, содержащего аммонийные группы в заместителях нижнего обода, с включением ДНК. Определен вклад компонентов гибридного покрытия на проявляемые им электрохимические характеристики и аналитические характеристики определения модельных аналитов.

2. Предложены способы высокочувствительного определения различных соединений, проявляющих окислительно-восстановительные свойства и защитное действие при окислении ДНК, а также способных к биоспецифическим взаимодействиям с молекулами нативной ДНК.

3. Установлено благоприятное влияние МС и тиакаликс[4]арена с аммонийными группами в заместителях нижнего обода на сигнал ДНК-сенсора при определении аналитов в образце искусственной плазмы крови с учетом влияния компонентов матрицы пробы.

4. Предложен протокол иммобилизации нативной ДНК на поверхности модифицированного СУЭ путем ее одновременного введения с положительно заряженными молекулами замещенного тиакаликс[4]арена.

Теоретическая и практическая значимость диссертационной работы состоит в том, что:

1. Охарактеризованы электрополимеризация НК и электрохимические параметры получаемых гибридных покрытий с учетом влияния добавляемых в систему биокомпонентов, наноматериалов и макроциклических агентов.

2. Установлены условия включения ДНК в состав поверхностного слоя с целью получения ДНК-сенсора, реагирующего на биоспецифические взаимодействия.

3. Определен круг возможных низкомолекулярных аналитов, взаимодействующих с ДНК и способных влиять на электрохимические характеристики полученного гибридного покрытия ДНК-сенсора.

4. Разработаны способы высокочувствительного определения антиоксидан-тов, АФК и цитостатических препаратов антрациклинового ряда и регистрации окислительного повреждения ДНК, отличающиеся высокой чувствительностью и избирательностью к механизму взаимодействия ДНК - аналит.

5. Предложено использование дополнительных компонентов на этапе сборки ДНК-сенсора, позволяющих нивелировать эффект матричных компонентов биологических жидкостей при проведении анализа реальных объектов.

Методология и методы исследования. Изменение электрохимических характеристик СУЭ при их модификации УЧ, П[5]А, полиНК, МС, тиака-ликс[4]аренами и ДНК изучали с помощью регистрации циклических вольтамперо-грамм, с помощью спектроскопии электрохимического импеданса и пьезокварце-вого микровзвешивания. Для характеристики поверхности гибридных покрытий использовали сканирующую электронную микроскопию (СЭМ). Математическую обработку полученных данных и метрологическую оценку результатов эксперимента осуществляли с помощью специализированного программного комплекса OriginPro 8.1 (OriginLab Corporation).

Положения, выносимые на защиту:

1. Условия получения гибридных покрытий на поверхности СУЭ на основе полиНК, УЧ, макроциклических агентов (П[5]А и тиакаликс[4]арен с терминальными аммонийными группами), ДНК и МС для создания ДНК-сенсоров, способ-

ных к высокочувствительной регистрации окислительного повреждения ДНК и определения низкомолекулярных соединений, с ней взаимодействующих.

2. Протокол иммобилизации ДНК на поверхности полимерной пленки с одновременным введением производного тиакаликс[4]арена, содержащего аммонийные группы в заместителях нижнего обода.

3. Способы определения низкомолекулярных соединений, специфически взаимодействующих с ДНК и оказывающих защитное действие при окислении ДНК (аскорбиновая кислота, пероксид водорода, цитостатические препараты ан-трациклинового ряда (доксорубицин)), в буферных растворах и модельной синтетической плазме крови с учетом влияния мешающих компонентов матрицы.

4. Способ регистрации окислительного повреждения ДНК, вызываемого действием АФК, по параметрам пиков окисления полиНК на циклических вольтампе-рограммах.

Личный вклад автора. Д. Каппо формулировала цели и задачи исследования, выполнила литературный обзор библиографических данных по теме диссертации, провела эксперименты по модификации и характеристике электродов с помощью УЧ, П[5]А, НК, МС и макроциклическими соединениями, осуществила эксперименты по получению и характеристике модификационных покрытий, по установлению аналитических и операционных характеристик разработанных биосенсоров при определении низкомолекулярных соединений, взаимодействующих с ДНК, и регистрации окислительного повреждения ДНК. Д. Каппо участвовала в критическом рассмотрении и обобщении полученных результатов экспериментов, ею также проводилась математическая и метрологическая обработка экспериментальных данных и подготовка публикаций по теме диссертации и самой диссертации.

Степень достоверности полученных результатов подтверждается применением комплекса современных физических методов исследования, включающих электрохимические методы (циклическая вольтамперометрия, спектроскопия электрохимического импеданса), пьезокварцевое микровзвешивание, СЭМ, и произведенных на современном сертифицированном оборудовании.

Апробация работы. Результаты диссертации докладывали и обсуждали на следующих конференциях различного уровня: XXVI Международная научная конференция студентов, аспирантов и молодых учёных «Ломоносов-2019» (Москва,

2019 г.), Х Юбилейная всероссийская конференция по электрохимическим методам анализа «ЭМА-2020» (Казань, 2020 г.), XXVIII Международная научная конференция студентов, аспирантов и молодых учёных «Ломоносов-2021» (Москва, 2021 г.), XI Всероссийская научная конференция и школа «Аналитика Сибири и Дальнего Востока» (Новосибирск, 2021 г.), V Международная научно-практическая конференция «Современные синтетические методологии для создания лекарственных препаратов и функциональных материалов» (MOSM 2021) (Екатеринбург, 2021 г.), Итоговая научная конференция сотрудников Казанского университета за 2021 год (Казань, 2022 г.), IV Съезд аналитиков России (Москва, 2022 г.).

Связь работы с научными программами, планами, темами. Работа выполнена в рамках основного научного направления Химического института им. А.М. Бутлерова «Синтез, строение, реакционная способность и практически полезные свойства органических, элементорганических и координационных соединений» и поддержана грантами РНФ № 17-13-01208 «Супрамолекулярные полимеры нового поколения на основе функционализированных макроциклов для медицинской диагностики: дизайн и применение в составе электрохимических сенсоров», РНФ № 19-73-10134 «Новое поколение электрохимически активных материалов для (био)сенсоров для медицинской диагностики на основе полифункциональных макроциклов, производных фенотиазина и биомолекул», РФФИ № 20-33-90132 «Новые системы распознавания взаимодействий ДНК - аналит на основе электро-полимеризованного нейтрального красного».

Публикации. По теме диссертационного исследования опубликовано 8 печатных работ, из них 3 статьи в реферируемых журналах, входящих в библиографические базы данных Web of Science и Scopus и 6 тезисов доклада на всероссийских и международных конференциях. Соавторами в публикациях являлись: д.х.н. Евтюгин Г. А., научный руководитель, д.х.н. Стойков И.И., к.х.н. Падня П. Л, к.х.н. Шурпик Д.Н., синтезировавшие и предоставившие для исследований образцы пил-лар[5]арена и тиакаликс[4]аренов, д.ф.-м.н. Гианик Т., предоставивший для исследования образцы биоматериалов, к.х.н. Кузин Ю.И., принимавший участие в обсуждении условий электрополимеризации красителей и регистрации специфических взаимодействий с участием ДНК, к.х.н. Порфирьева А.В., принимавшая участие в

обсуждении результатов импедиметрических измерений, Рогов А.М., проводивший регистрацию изображений разработанных покрытий методом СЭМ.

Объем и структура работы. Диссертационная работа изложена на 122 страницах текста компьютерной верстки, включает 82 рисунка и 8 таблиц. Диссертация состоит из Введения, 3 глав, Заключения и Списка использованных библиографических источников, содержащего 126 ссылок на работы российских и зарубежных авторов.

Во Введении охарактеризована актуальность темы исследования, сформулированы цель и задачи для ее достижения, представлены положения, составляющие научную новизну, теоретическую и практическую значимость диссертационной работы, методологию исследования, положения, выносимые на защиту. Указаны личный вклад автора и сведения об апробации диссертации. Дана общая структура диссертации и число публикаций, в которых изложены полученные результаты.

Глава 1 (Обзор литературы) посвящена рассмотрению биоспецифических взаимодействий с участием ДНК и использованию НК и тиакаликс[4]аренов в разработке сенсорных устройств. В частности, рассмотрены структура ДНК и влияющие на нее сторонние факторы, охарактеризованы электрохимические и иные свойства НК и тиакаликс[4]аренов и приведены примеры и характеристики сенсоров на их основе для определения различных аналитов.

Глава 2 (Экспериментальная часть) содержит описание использованных в работе реактивов и оборудования, методик модификации электродов при создании ДНК-сенсоров, а также методики определения низкомолекулярных соединений, взаимодействующих с ДНК, с помощью разработанных ДНК-сенсоров.

Глава 3 (Результаты и обсуждения) состоит из трех разделов и посвящена описанию и обсуждению результатов, полученных в рамках диссертационного исследования. Раздел 3.1. посвящен разработке способа электрополимеризации НК на СУЭ, покрытом УЧ и П[5]А, обсуждены условия внесения макроцикла на поверхность электрода и приведены электрохимические характеристики покрытий на основе УЧ, П[5]А, полиНК и ДНК. Приведены результаты регистрации окислительного повреждения ДНК и оценки антиоксидантной активности аскорбиновой кислоты при помощи разработанного ДНК-сенсора.

В разделе 3.2. приведены результаты определения доксорубицина в буферном растворе и синтетической плазме крови на СУЭ, модифицированном УЧ/П[5]А/полиНК в присутствии дополнительного ДНК-специфичного индикатора МС, находящегося в буферном растворе для проведения измерений в мономерной форме. Показано благоприятное влияние МС на сигнал полиНК в образце синтетической плазмы крови со сложной матрицей.

Раздел 3.3. посвящен усовершенствованию протокола сборки ДНК-сенсора на основе полиНК путем введения этапов электрополимеризации МС и улучшенной иммобилизации ДНК на поверхности электрода за счет внесения ее в присутствии тиакаликс[4]арена с терминальными аммониевыми группами после предварительного смешивания их в общем растворе. Обсужден подбор рабочих условий полимеризации МС и формирования слоя ДНК - тиакаликс[4]арен. Приведены электрохимические характеристики полученных покрытий и параметры определения на разработанном ДНК-сенсоре доксорубицина, пероксида водорода и аскорбиновой кислоты в буферном растворе и в модельной синтетической плазме крови.

Диссертация выполнена на кафедре аналитической химии Химического института им. А.М. Бутлерова ФГАОУ ВО «Казанский (Приволжский) федеральный университет».

ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1. ДНК: строение молекулы и факторы, влияющие на изменение ее структуры

Дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК) - одна из важнейших макромолекул в человеческом организме, отвечающая за хранение в клетках и передачу генетической информации.

Структура ДНК (рис. 1) была представлена Уотсоном и Криком [1] путем объединения данных, полученных в ранних исследованиях [2]. Тодд и др. показали, что 4 дезоксирибонуклеотида содержат попарно два пуриновых основания - аденин и гуанин, и два пиримидиновых - цитозин и тимин, связанных через 5'-фосфатную группу одного нуклеотида и З'-гидроксильную группу сахарида другого нуклеоти-да с образованием 3',5'-фосфодиэфирной связи. Данная связь стабильна по причине присутствия в ней отрицательного заряда, что тем самым защищает ее от нуклео-фильных атак.

Чаргафф и др. показали, что в любой двунитевой молекуле ДНК соотношение аденин/тимин и гуанин/цитозин всегда равны 1. При этом было отмечено, что количество пуриновых оснований относительно количества пиримидиновых является видовой характеристикой. Данные рентгеноструктурного анализа свидетельствовали о спиральном строении молекулы ДНК и о расстоянии между парами оснований 3.4 А. На основании электротитриметрических исследований Гулланд [3] заключил, что нуклеиновые основания связаны между собой водородными связями.

Рисунок 1 - Строение двойной спирали ДНК (по [2]).

На рис. 2 приведены структурные формулы азотистых оснований, входящих в состав нуклеиновых кислот.

пиримидиновые основания

аденин гуанин

Рисунок 2 - Структурные формулы азотистых оснований нуклеиновых кислот.

Существует множество неблагоприятных факторов, из-за которых происходят изменения в структуре ДНК и соответственно нарушения в ее функционировании. Особое значение придается действию окисляющих агентов и проявлению так называемого окислительного стресса.

В клетках аэробных организмов постоянно происходит образование АФК. Избыток в организме АФК способствует формированию состояния окислительного стресса [4]. Антиоксидантная система организма способна предотвращать пагубное воздействие АФК [5], однако в состоянии окислительного стресса в организме наблюдается дисбаланс между уровнем антиоксидантной защиты и концентрацией генерируемых АФК [6]. АФК способны провоцировать окисление белков, липидов, нуклеиновых кислот и последующее разрушение компонентов клетки. Помимо глубокого разрушительного воздействия на клеточные компоненты, окислительный стресс оказывает свое влияние на митохондрии, ставя под угрозу целостность их мембран, мембранный потенциал и дыхательную цепь [7-9]. Более того, перепроизводство АФК нарушает баланс анти- и проапоптотических факторов, что приводит к повреждению митохондриальной мембраны и высвобождению цито-хрома С и других апоптогенных факторов [10]. Конечным следствием всех этих событий является индукция апоптоза [11]. Многие заболевания человека связаны с

окислительным стрессом: нейродегенеративные заболевания, патологии метаболизма, воспалительные заболевания (астма, ревматоидный артрит) [6]. Ранняя диагностика и профилактика окислительного стресса является актуальным направлением развития медицины и биологии.

Основной вклад в окисление ДНК вносит гидроксильный радикал, несколько меньшая степень воздействия присуща супероксидам [12]. При этом ОН% помимо непосредственно азотистых оснований, атакует также рибозные и дезоксирибозные остатки. На рис. 3 приведены структуры некоторых продуктов окислительного повреждения, вызванного действием гидроксильного радикала.

ЫНг

ОН

5-гидрокси-сИ1

о

н

5-гидрокси-с1С

ж2

тимин гликоль

о

Н2Ы

урацил гликоль

8-оксо-с1А

8-оксо-сЮ

Н2Ы

РАРУ-с1А РАРУ-сЮ

Рисунок 3 - Структура некоторых стабильных модификаций оснований, вызванных окислительным повреждением ДНК ^и - дезоксиурацил, dC - дезоксицитозин, dA - дезоксиаденин, dG - дезоксигуанин, FAPY-дериваты - производные аденина или гуанина с открытым кольцом) (по [12]).

Все азотистые основания в составе ДНК подвержены окислению, хотя и в различной степени [13]. Так, пиримидиновые основания окисляются преимущество в положении С5-С6. При этом под воздействием химических окислителей, радиационного и ультрафиолетового излучения в основном образуются тиминовые гли-коли, представляющие собой изомеры 5,6-дигидрокситимина. Под воздействием

пероксида водорода происходит гидрогенизация цитозина в положениях С5-С6. Одновременно с этим цитозиновые гликоли подвергаются дезаминированию с образованием урацилового основания, образующего пару с аденином: таким образом происходит замена пары гуанин-цитозин на аденин-урацил [13].

При окислении пуриновых оснований, как правило, происходит разрыв связи имидазольного и пиримидинового колец с образованием формамид-пиримидиновых остатков. Среди продуктов такого окисления наибольшее внимание привлечено к 8-оксогуанину и его таутомерной форме 8-гидроксигуанину (рис. 4). В 8-оксогуанине, в отличие от гуанина, имеются дополнительные атом кислорода при С8 и атом водорода при N7. 8-оксогуанин считается одним из основных маркеров окислительного повреждения ДНК [14]. Из всех продуктов окислительного повреждения ДНК 8-оксогуанин обладает наибольшей мутагенностью [13].

Рисунок 4 - Формирование 8-гидроксигуанина под действием АФК (по [14]).

Возможность и шанс окисления ДНК различных органоидов клетки сильно различаются [15]: митохондриальная ДНК окисляется значительно активнее, чем ядерная ДНК, по причине протективного воздействия гистоновых белков ядра, а также большей концентрацией АФК в митохондриях. Например, при взаимодействии ионов железа и меди митохондриальной мембраны с пероксидом водорода происходит образование •ОН, производящего дополнительную атаку на ДНК. Также повреждения ее пероксидами могут быть вызваны активностью фермента моно-аминооксидазы [16].

Окисление ядерных нуклеиновых кислот приводит к формированию хромосомных нарушений. Это является причиной соматических мутаций, провоцирую-

щих канцерогенез [17]. С окислением ДНК, скорее всего, связана высокая предрасположенность к раку пациентов с моногенными наследственными заболеваниями, сопровождающимися окислительным стрессом (анемия Фанкони, синдром Блума, атаксия/телеангиэктазия и др.) [18].

Таким образом, вопрос своевременной диагностики и предупреждения окислительного стресса в организме человека является актуальной задачей клинического анализа.

1.2. Взаимодействие ДНК с различными низкомолекулярными агентами

ДНК с высокой специфичностью реагирует с различными низкомолекулярными соединениями. Благодаря важности выполняемых ею биологических функций и разнообразию определяемых аналитов, использование ДНК в качестве распознающего элемента в составе биосенсорных устройств является перспективным направлением биоэлектроаналитической химии. Однако конструирование ДНК-сенсоров невозможно без понимания природы процессов связывания ДНК с различными соединениями.

Внутри клетки ДНК взаимодействует с множеством малых молекул - водой, катионами металлов, небольшими органическими молекулами и фрагментами белков, что обусловлено необходимостью стабилизации структуры нуклеиновых кислот [19]. Вмешательство в эти взаимодействия нарушает структуру ДНК. Выделяют три основных типа взаимодействия низкомолекулярных агентов с ДНК [2]: обратимое нековалентное связывание [20]; ковалентное взаимодействие путем ал-килирования оснований ДНК; расщепление полинуклеотидных цепей.

Большая часть агентов взаимодействует с ДНК без формирования каких-либо новых или разрушения старых ковалентных связей. Однако существуют группы соединений, вступающих непосредственно в химические реакции с фрагментами ДНК. Сюда относится алкилирование нуклеиновых оснований алкили-рующими агентами; дезаминирование под воздействием различных мутагенов; образование аддуктов с полициклическими ароматическими углеводородами; кова-лентная сшивка соседних нуклеиновых оснований под воздействием цис-платина;

окисление АФК с формированием абазических центров с последующим разрывом цепей ДНК (окислительный стресс) и др. [2].

Для обратимого взаимодействия ДНК с низкомолекулярными соединениями описаны три механизма: электростатическое связывание вдоль внешней стороны спирали; взаимодействие по малой/большой бороздке спирали; интеркалирование между парами оснований [21] (рис. 5).

Рисунок 5 - Типы нековалентного связывания с ДНК (по [2]).

Электростатические взаимодействия обусловлены наличием отрицательно заряженных фосфатных групп в сахарофосфатном остове ДНК. На рис. 6 приведены структурные формулы спермина и спермидина, электростатически связывающихся с ДНК.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Каппо Доминика, 2023 год

ИСТОЧНИКОВ

1. Watson, J.D. Molecular structure of nucleic acids. A structure for deoxyribose nucleic acid/ J.D. Watson, F.H. Crick// Proc. Roy. Soc. (Lond.) Ser. A. - 1952. - V. 223. - P. 80-96.

2. Silverman, R.B. DNA-Interactive Agents: The Organic Chemistry of Drug Design and Drug Action/ R.B. Silverman. - USA: Academic Press, 2014. - 546 p.

3. В Gulland, J. M. The structures of nucleic acids/ J.M. Gulland// Cold Spring Harbor Symp. Quant. Biol. - 1947. - V. 12. - P. 95-103.

4. Salehi, F. Oxidative DNA damage induced by ROS-modulating agents with the ability to target DNA: A comparison of the biological characteristics of citrus pectin and apple pectin/ F. Salehi, H. Behboudi, G. Kavoosi, S.K. Ardestani// Sci. Rep. - 2018. - V. 8. - P. 13902.

5. Duthie, G.G. Determination of activity of antioxidants in human subjects/ G. G. Duthie// Proc. Nutr. Soc. - 1999. - V. 58. - I. 4. - P. 1015-1024.

6. Зиновьева, В.Н. ДНК-протекторная активность природных и синтетических антиоксидантов/ В.Н. Зиновьева, А.А. Спасов// Биомед. хим. - 2004. - Т. 50, №3. - С. 231-242.

7. Klaunig, J.E. Oxidative stress and oxidative damage in chemical carcinogenesis/ J.E. Wang, X. Pu, S. Zhou// Toxicol. Appl. Pharmacol. - 2011. - V. 254. - P. 86-99.

8. Wu, L.-H. Arbutin, an intracellular hydroxyl radical scavenger, protects radiation-induced apoptosis in human lymphoma U937 cells/ L.-H. Wu, Peng Li, Q.-L. Zhao, J.-L. Piao, Yu-Fei Jiao, M. Kadowaki, T. Kondo// Apoptosis. - 2014. - V. 19. - P. 1654-1663.

9. Jaiswal, N. Fructose induces mitochondrial dysfunction and triggers apoptosis in skeletal muscle cells by provoking oxidative stress/ N. Jaiswal, C.K. Maurya, D. Arha, D.R. Avisetti, A. Prathapan, P.S. Raj, K.G. Raghu, S.V. Kalivendi, A.K. Tamrakar// Apoptosis. - 2015. - V. 20. - P. 930-94.

10. Xu, P. Flavonoids of Rosa roxburghii Tratt exhibit radioprotection and anti-apoptosis properties via the Bcl-2 (Ca2+)/Caspase-3/PARP-1 pathway/ P. Xu, X. Cai, W. Zhang, Y. Li, P. Qiu, D. Lu, X. He// Apoptosis. - 2016. - V. 21. - P. 1125-1143.

11. Sinha, K. Oxidative stress: the mitochondria-dependent and mitochondria-independent pathways of apoptosis/ K. Sinha, J. Das, P. Pal, P.C. Sil// Arch. Toxicol. -2013. - V. 87. - P. 1157-1180.

12. Кулинский, В.И. Активные формы кислорода и оксидативная модификация макромолекул: польза, вред и защита/ В.И. Кулинский, Л.С. Колесниченко// Усп. совр. биол. - 1993. - Т. 113. - С. 107-122.

13. Генетика окислительного стресса/ Е.П. Гуськов, Т.П. Шкурат, Т.В. Вар-дуни и др. - Ростов н/Д: Изд-во СКНЦ ВЩ ЮФУ, 2009. - 156 с.

14. Smirnova, V.S. The formation of 8-oxoguanine and its oxidative products in DNA in vitro at 37 degrees/ V.S. Smirnova, S.V. Gudkov, A.V. Chernikov, V.I. Bruskov// Biofizika. - 2005. - V. 50. - I. 2. - P. 243-252.

15. Меньшикова, Е.Б. Окислительный стресс. Прооксиданты и антиоксидан-ты/ Е.Б. Меньшикова, В.З. Ланкин, Н.К. Зенков. - М.: «Слово», 2006. - 556 с.

16. Зенков, Н.К. Окислительный стресс. Биохимические и патофизиологические аспекты/ Н.К. Зенков, В.З. Ланкин, Е.Б. Меньшикова. - М.: Наука, 2001. - 340 с.

17. Marnett, L.J. Oxyradicals and DNA damage/ L.J. Marnett// Carcinogenesis. -2000. - V. 21. - P. 361-370.

18. Pagano, G. Prospects for nutritional interventions in the clinical management of Fanconi anemia/ G. Pagano, L.G. Korkina// Canc. Cause. - 2000. - V. 11, №10. - P. 881-889.

19. Neidle, S. Structural and sequence-dependent aspects of drug intercalation into nucleic acids/ S. Neidle, Z. Abraham// CRC. Crit. Rev. Biochem. - 1984. - V. 17. - I. 1. - P. 73-121.

20. Lee, H.K. DNA chip evaluation as a diagnostic device/ H. K. Lee, M. Lee, H. W. Roh, N. Lee, Y. H. Cho, J. B. Jeong, H. N. Jung, W. S. Yang, G. H. Ryu// Curr. Appl. Phys. -2005. - V. 5. - P. 433-437.

21. Khanna, V. K. Existing and emerging detection technologies for DNA (Deoxyribonucleic Acid) finger printing, sequencing, bio- and analytical chips: A multidiscipli-nary development unifying molecular biology, chemical and electronics engineering/ V. K. Khanna// Biotechnol. Adv. - 2007. - V. 25. - P. 111-121.

22. Евтюгин, Г. А. Электрохимические ДНК-сенсоры для определения биологически активных низкомолекулярных соединений/ Г. А. Евтюгин, Г. К. Будни-ков, А. В. Порфирьева// Рос. хим. ж. (Ж. Рос. хим. об-ва им. Д.И. Менделеева). -2008. - Т. 52, № 2. - С. 66-79.

23. Haq, I. Drug-DNA recognition: energetics and implications for design/ I. Haq, J. Ladbury//J. Mol. Recogn. - 2000. - Т. 13, №. 4. - С. 188-197.

24. Setlow, R.B. The disappearance of thymine dimers from DNA. An error-correcting mechanism/ R.B. Setlow, W.L. Carrier// Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. - 1964. - V. 51, №. 2. - P. 226-231.

25. Chen, X. Binding of two distamycin A molecules in the minor groove of an alternating B-DNA duplex/ X. Chen, B. Ramakrishnan, S. T. Rao, M. Sundaralingam// Nat. Struct. Mol. Biol. - 1994. - V. 1, №. 3. - P. 169-175.

26. Liu, L.F. DNA topoisomerase poisons as antitumor drugs/ L.F. Liu// Annu Rev Biochem. - 1989. - V. 58. - P. 351-375.

27. Ulukan, H. Camptothecin: A Review of Their Chemotherapeutic Potential/ H. Ulukan, P.W. Swamp// Drugs. - 2002. - V. 62, № 14. - P. 2039-2057.

28. Zhang, H. A model for tumor cell killing by topoisomerase poisons/ H. Zhang, P. D'Arpa, L.F. Liu/ Cancer Cells. - 1990. - V. 2, № 1. - P. 23-30.

29. Strekowski, L. Noncovalent interactions with DNA: an overview/ L. Stre-kowski, B. Wilson// Mutat. Res. - 2007. - V. 623, № 1. - P. 3-13.

30. Веселков, А. Н. Сравнительное исследование взаимодействия ДНК с дау-номицином и профлавином в растворе/ А. Н. Веселков, Е. Б. Морошкина, О. И. Соболева, Э. В. Фрисман// Мол. Биол. - Т. 18, № 2. - С. 481-487.

31. Евдокимов Ю.М. Молекулярное конструирование на основе двухцепо-чечных нуклеиновых кислот и синтетических полинуклеотидов для создания интегрального биодатчика/ Ю. М. Евдокимов, В. И. Салянов, Б. В. Мчедлишвили// Сенсорные системы. - 1999. - Т.13, № 1. - С. 82-91.

32. Rahimnejad, M. Methylene blue as electron promoters in microbial fuel cell/ M. Rahimnejad, G. Najafpour, A.A. Ghoreyshi, M. Shakeri, H. Zare// Int. J. Hydr. Energy. - 2011. - V. 36, № 20. - P. 13335-13341.

33. Mockler T.C. Applications of DNA tiling arrays for whole-genome analysis / T.C. Mockler, S. Chan, A. Sundaresan, H. Chen, S. E. Jacobsen, J. R. Ecker// Genomics. - 2005.- V. 85. - P. 1-15.

34. Nguyen, L. Chapter 28 - Discontinuing cardiopulmonary bypass Kaplan's essentials of cardiac anesthesia (Second edition)/ L. Nguyen, D.M. Roth, J.S. Shanewise, J.A. Kaplan. - Amsterdam: Elsevier, 2017. - 888 p.

35. Rojas, J.C. Neurometabolic mechanisms for memory enhancement and neuroprotection of methylene blue/ J.C. Rojas, A.K. Bruchey, F. Gonzalez-Lima// Prog. Neu-robiol. - 2012. - V. 96, № I. 1. - P. 32-45.

36. Vanickova, M. Voltammetric determination of azepine and phenothiazine drugs with DNA biosensors/ M. Vanickova, M. Buckova, J. Labuda// Chem. Analitycz-na. - 2000. - V. 45. - P. 125-134.

37. Zhong J. Sensing phenothiazine drugs at a gold electrode co-modified with DNA andgold nanoparticles/ J. Zhong, Z. Qi, H. Dai, C. Fan, G. Li, N. Matsuda// Anal. Sci. - 2003. - V. 19. - P. 653-657.

38. Stepanova, V. DNA-polylactide modified biosensor for electrochemical determination of the DNA-drugs and aptamer-aflatoxin m1 interactions / V. Stepanova, V.r Smolko, V. Gorbatchuk, I. Stoikov, G. Evtugyn, T. Hianik // Sensors. - 2019. - V. 19. -I. 22. - P. 4962.

39. Moroshkina, E. B. Interaction of DNA with compounds of the phenazine series / E. B. Moroshkina, M. G. Safyannikova// Biofizika. - 1999. - V. 44, № 3. - P. 428429.

40. Zhao G.C. Spectroscopic studies of the interactive model of methylene blue with DNA by means of Р-cyclodextrin/ G. C. Zhao, J. J. Zhu, H. Y. Chen// Spectrochim. Acta A. - 1999. - V.55. - P. 1109-1117.

41. П. О. Вардеванян, П. О. Исследование связывания метиленового синего с ДНК спектроскопическими методами / П. О. Вардеванян, А. П. Антонян, М. А. Шагинян, Л. А. Амбарцумян// Доклады НАН РА. - 2013. - Т. 113, № 2. - С. 180188.

42. Karyakin, A.A. Electropolymerization of phenothiazine, phenoxazine and phenazine derivatives: Characterization of the polymers by UV-visible difference spectroe-

lectrochemistry and Fourier transform IR spectroscopy/ D. D.Schlereth, A. A.Karyakin// J. Electroanal. Chem. - 1995. - V. 395. - I. 1-2. - P. 221-232.

43. Wang, C. An electrochemical enzyme biosensor for ammonium detection in aquaculture using screen-printed electrode modified by gold nanoparticle/polymethylene blue / C. Wang, T. Wang, Z. Li, X. Xu, X. Zhang, D. Li// Biosensors. - 2021. - V. 11. -I. 9. - P. 335.

44. Qiu, J.-D. Ferrocene-modified multiwalled carbon nanotubes as building block for construction of reagentless enzyme-based biosensors/ J.-D. Qiu, M.-Q. Deng, R.-P. Liang, M. Xiong// Sens. Actuator B. - 2008. - V. 135. - I. 1. - P. 181-187.

45. Mitchell, S.A. Novel graphene-based biosensor for early detection of Zika virus infection / S.A. Mitchell, B. Lerner, J. M. Goldstein, J. Lee, X. Tang, D. A. Bagarozzi Jr., D. Pan, L. Locascio, A. Walker, F. Barron, C.M.A. Brett, R. Goldsmith // Biosens. Bioelectron. - 2018. - V. 100. - P. 85-88.

46. Garcia, A. Ferrocene branched chitosan for the construction of a reagentless amperometric hydrogen peroxide biosensor/ A. Garcia, C. Peniche-Covas, B. Chico, B.K. Simpson, R. Villalonga // Macromol. Biosci. - 2007. - V. 7, № 4. - P. 435-439.

47. Chen, X. Organically modified sol-gel/chitosan composite based glucose biosensor/ X. Chen, J. Jia, S. Dong// Electroanalysis. - 2003. - V. 15, № 7. - P. 608-612.

48. Emr, S. A. Use of polymer films in amperometric biosensors / S.A. Emr, A.M. Yacynych // Electroanalysis. - 1995. - V. 7. - P. 913-923.

49. Chi, Q. Electrocatalytic oxidation of reduced nicotinamide coenzymes at organic dye modified electrodes / Q. Chi, S. Dong// Electroanalysis. - 1997. - V. 7. - P. 147-153.

50. Benito, D. Study by EQCM on the voltammetric electrogeneration of poly(neutral red). The effect of the pH and the nature of cations and anions on the electrochemistry of the films / D. Benito, C. Gabrielli, J.J. Garcia-Jareno, M. Keddam, H. Perrot, F. Vicente // Electrochim. Acta. - 2003. - V. 48. - P. 4039-4048.

51. Malinauskas, A. Electrocatalysis at conducting polymers / A. Malinauskas// Synth. Met. - 1999. - V. 107. - P. 75-83.

52. Никольский, Б.П. Исследование протолитических свойств нейтрального красного и лейконейтрального красного в водных раствораз / Б.П. Никольский,

В.В. Пальчевский, Л.А. Полянская, А.Г. Родичев// Докл. АН СССР. - 1970. - Т. 194, № 5. - С. 1334-1337.

53. Pauliukaite, R. Poly(neutral red): electrosynthesis, characterization, and application as a redox mediator / R. Pauliukaite, C.M.A. Brett// Electroanalysis. - 2008. - V. 20, № 12. - P. 1275-1285.

54. Broncová, G. Citrate selectivity of poly(neutral red) electropolymerized films / G. Broncova, T.V. Shishkanova, P. Matejka, R. Volf., V. Král // Anal. Chim. Acta. -2004. - V. 511. - P. 197-205.

55. Yang, C. Studies on the spectroscopic properties of poly(neutral red) synthesized by electropolymerization / C. Yang, J. Yi, X. Tang, G. Zhou, Y. Zeng // React. Funct. Polym. - 2006. - V. 66. - P. 1336.

56. Sun, W. Linear sweep Voltammetric determination of heparin based on its interaction with neutral red / W. Sun, K. Jiao, J. Han, L. Lu // Anal. Lett. - 2005. - V. 38. -P. 1137.

57. Torres, A.C. Poly(Neutral Red)/Cholesterol Oxidase Modified Carbon Film Electrode for Cholesterol Biosensing/ A.C. Torres, M.E. Ghica, C.M.A. Brett // Electroanalysis. - 2012. - V. 24, № 7. - P. 1547.

58. Naik, S.K. Modification of carbon paste electrode by electrochemical polymerization of neutral red and its catalytic capability towards the simultaneous determination of catechol and hydroquinone: A voltammetric study / S.K. Naik, K. Swamy // J. Elec-troanal. Chem. - 2017. - V. 804. - I. 1. - P. 78-86.

59. Romero, M.P.R. An electrochemical method for the determination of antioxidant capacities applied to components of spices and condiments/ M.P.R. Romero, R. E. Brito, A.J. Palma, M.R. Montoya, J.M. Rodriguez Mellado, R. Rodríguez-Amaro// J. Electrochem. Soc. - 2017. - V. 164, № 4. - P. 97-102.

60. Karyakin, A.A. Equilibrium (NAD+/NADH) potential on poly(Neutral Red) modified electrode/ A. A. Karyakin, Y. N. Ivanova, E. E. Karyakina // Electrochem. Commun. - 2003. - V. 5. - P. 677-680.

61. Hu, J. A Mediated BOD Microsensor Based on Poly(Neutral Red) and Bacteria Modified Interdigited Ultramicroelectrode Array/ J. Hu, G. Gao, S. Xia // Int. J. Electrochem. Sci. - 2016. - V. 11. - P. 6387-6402.

62. Ghica, M.E. Glucose oxidase inhibition in poly(neutral red) mediated enzyme biosensors for heavy metal determination / M. E. Ghica, C.M.A. Brett // Microchim. Acta. - 2008. - V. 163, № 3. - P. 185-193.

63. Devi, C.L. Poly(amido amine) dendrimer and silver nanoparticle-multi-walled carbon nanotubes composite with poly(neutral red)-modified electrode for the determination of ascorbic acid/ C. L. Devi, S. S. Narayanan // Bull. Mater. Sci. - 2019. - V. 42. -P. 73.

64. Devi, C.L. Poly(amido amine) dendrimer/silver nanoparticles/multi-walled carbon nanotubes/poly (neutral red)-modified electrode for electrochemical determination of paracetamol/ C. L. Devi, S. S. Narayanan// Ionics. - 2018. - V. 25. - P. 2323-2335.

65. Gonsalves, A.R. Preparation and characterisation of poly(3,4-ethylenedioxythiophene) and poly(3,4-ethylenedioxythiophene)/poly(neutral red) modified carbon film electrodes, and application as sensors for hydrogen peroxide/ A.R. Gon-calves, M.E. Ghica, C.M.A. Brett// Electrochim. Acta. - 2011. - V. 56. - P. 3685-3692.

66. Baluchova, S. Vanillylmandelic and Homovanillic acid: Electroanalysis at non-modified and polymer-modified carbon-based electrodes/ S. Baluchova, J. Barek, L. I.N. Tomé, C. M.A. Brett, K. Schwarzova-Peckova// J. Electroanal. Chem. - 2018. - V. 821. - P. 22-32.

67. Paulikaite, R. Characterisation of poly(neutral red) modified carbon film electrodes; Application as a redox mediator for biosensors/ R. Pauliukaite, M.E. Ghica, M. Barsan // J. Solid State Electrochem. - 2007. - V. 11. - P. 899-908.

68. Yang, W. Evidence for the direct interaction between methylene blue and guanine bases using dna-modified carbon paste electrodes/ W. Yang, M. Ozsoz, D. Brynn, H. J. Justin// Electroanalysis. - 2002. - V. 14. - I. 18. - P. 1299-1302.

69. Zhi, C. A spectrophotometry study on the interaction of neutral red with double-stranded DNA in large excess/ C. Zhi, H. Yuan, F. Li, P. Feng// Talanta. - 2001. - V. 55, № 2. - P. 321-328.

70. Mousavi, M. Electrochemical investigation of neutral red binding to DNA at the surface/ M. Mousavi, S. Z. Bathaie// Electrochem. Commun. - 2004. - V. 6. - I. 11. -P. 1114-1118.

71. Meggers, E. Dependent hole transfer in DNA/ E. Meggers, M. E. Michel-Beyerle, B. Giese// J. Am. Chem. Soc. - 1998. - V. 120. - P. 12950-12955.

72. Kuzin, Y. Voltammetric Detection of oxidative DNA damage based on interactions between polymeric dyes and DNA/ Y. Kuzin, A. Ivanov, G. Evtugyn, T. Hianik // Electroanalysis. - 2016. - V.28. - P.1-10.

73. Duthie, G.G. Determination of activity of antioxidants in human subjects/ G.G. Duthie// Proc. Nutr. Soc. - 1999. - V. 58. - I. 4. - P. 1015-1024.

74. Евтюгин, Г.А. Электрохимические биосенсоры на основе супрамолеку-лярных структур/ Г. А. Евтюгин, И. И. Стойков. - Казань: Изд-во Казанского ун-та, 2016. - 296 с.

75. Giese, B. On the Mechanism of Long-Range Electron Transfer through DNA/ B. Giese, S. Wessely, M. Spormann, U. Lindemann, E. Meggers, M. E. Michel-Beyerle // Angew Chem. Int. Ed. Engl. - 1999. - V. 38. - I. 7. - P. 996-998.

76. Chen, M. Development of glucose amperometric biosensor based on a novel attractive enzyme immobilization matrix: Amino derivative of thiacalix[4]arene/ M. Chen, W. Zhang, R. Jiang, G. Diao // Anal. Chim. Acta. - 2011. - V. 687, №. 2. - P. 17783.

77. Zhao, M. Promising advances of thiacalix[4]arene in crystal structures/ M. Zhao, J. Lv, D.-S. Guo// RSC Adv. - 2017. - V. 7. - P. 10021-10050.

78. Shokova, E.A. Thiacalixarenes - a new class of synthetic receptors / E.A. Sho-kova, V.V. Kovalev// Russ. J. Org. Chem. - 2003. - V. 39. - P. 1-28.

79. Liu, L. A simple strategy for the detection of Cu(II), Cd(II) and Pb(II) in water by a voltammetric sensor on a TC4A modified electrode / L. Liu, K. Zhang, Y. Wei// New J. Chem. - V. 43. - I. 3. - P. 1544-1550.

80. Jeon, S. Novel cesium-selective electrodes based on lipophilic 1,3-bisbridged cofacial-calix[6]crowns / S. Jeon, H. Yeo, H. Lee, S.W. Ko, K. Nam// Electroanalysis. -2003. - V. 16. - I. 6 - P. 472-477.

81. Shamdipur, M. Impedimetric sensing of cesium ion based on a thiaca-lix[4]arene self-assembled gold electrode / M. Shamdipur, M. Asgarim M.G. Maragheh, D. Matt// Sens. Actuator B. - 2015. - V. 209. - P. 9-14.

82. Hu, C. Simultaneous determination of lead(II) and cadmium(II) at a diacetyl-dioxime modified carbon paste electrode by differential pulse stripping voltammetry/ C. Hu, K. Wu, X. Dai, S. Hu// Talanta. - 2003. - V. 60. -I. 1. - P. 17-24.

83. Adarakatti, P.S. Amino-thiacalix[4]arene modified screen-printed electrodes as a novel electrochemical interface for Hg(II) quantification at pico-molar level/ P.S. Adarakatti, C.E. Banks, P. Malingappa// Anal. Methods. - 2017. - V. 9. - P. 6747-6753.

84. Gorbatchuk, V.V. Co-polymers of oligolactic acid and tetrasubstituted thiaca-lix[4]arenes as a new material for electrochemical sensor development/ V.V. Gorbatchuk, A.V. Porfireva, V.B. Stepanova, Yu I. Kuzin, V.G. Evtugyn, R.V. Shamagsumova, I.I. Stoikov, G.A. Evtugyn // Sens. Actuator B. - 2017. - V. 246. - P. 136-145.

85. Yakimova, L. Interpolyelectrolyte mixed nanoparticles from anionic and ca-tionic thiacalix[4]arenes for selective recognition of model biopolymers/ L. Yakimova, P. Padnya, D. Tereshina, A. Kunafina, A. Nugmanova, I. Stoikov, Y. Osin, V. Evtugyn, I. Stoikov // J. Mol. Liq. - 2019. - V. 279. - P. 9-17.

86. Evtugyn, G. Electrochemical aptasensor based on a macrocyclic ligand bearing Neutral red/ G. Evtugyn, V. Kostyleva, R. Sitdikov, A. Porfireva, M. Savelieva, I. Stoikov, I. Antipin, T. Hianik// Electroanalysis. - 2012. - V. 24. - № 1. - P. 91-100.

87. Tombelli, S. Analytical applications of aptamers/ S. Tombelli, M. Minunni, M. Mascini// Biosens Bioelectron. - 2005. - V. 20. - I. 12. - P. 2424-2434.

88. Numnuam, A. Potentiometric detection of DNA hybridization/ A. Numnuam, K.Y. Chumbimuni-Torres, Y. Xiang, R. Bash, P. Thavarungkul, P. Kanatharana, E. Pretsch, J. Wang, E. Bakker// J. Am. Chem. Soc. - 2008. - V. 130, №2. - P. 410-411.

89. Erdem, A. Electrochemical sensing of aptamer-protein interactions using magnetic particle assay and single-use sensor technology/ A. Erdem, H. Karadeniz, G. Mayer, M. Famulok, A. Caliskan// Electroanalysis. - 2009. - V. 21. - P. 1278-1284.

90. Bonel, L. An electrochemical competitive biosensor for ochratoxin A based on a DNA biotinylated aptamer/ L. Bonel, J. C. Vidal, P. Duato, J. R. Castillo// Biosens. Bioelectron. - 2011. - V. 26. - P. 3254-3259.

91. S. Song, S. Aptamer-based biosensors/ S. Song, L. Wang, J. Li, J. Zhao, C. Fan// Trends Anal. Chem. - 2008. - V. 27. - P. 108-117.

92. Порфирьева, А.В. Электрохимический ДНК-сенсор на доксорубицин на основе полиэлектролитного комплекса и аминированного тиакаликс[4]арена/ А. В. Порфирьева, К. С. Шибаева, В. Г. Евтюгин, Л. С. Якимова, И. И. Стойков, Г. А. Ев-тюгин// Ж. Аналит. Химии. - 2019. - Т. 74. - № 7. - С. 542-550.

93. Shamagsumova, R. Polyaniline-DNA based sensor for the detection of anthra-cycline drugs/ R. Shamagsumova, A. Porfireva, V. Stepanova, Yu. Osin, G. Evtugyn, T. Hianik// Sens. Actuators B. - 2015. - V. 220. - P. 573-582.

94. Evtugyn G. Electrochemical biosensors based on native DNA and nanosized mediator for the detection of anthracycline preparations/ G. Evtugyn, A. Porfireva, V. Stepanova, H. Budnikov// Electroanalysis. - 2015. - V. 27. - № 3. - P. 629-637.

95. Evtugyn, G.A. Electrochemical DNA sensors based on nanostructured organic dyes/DNA/polyelectrolyte complexes/ G.A. Evtugyn, V.B. Stepanova, A.V. Porfireva, A.I. Zamaleexa, R.R. Fakhrullin// J. Nanosci. Nanotechnol. - 2014. - V. 14. - № 9. - P. 6738-6747.

96. Smolko, V. Organic acid and DNA sensing with electrochemical sensor based on carbon black and pillar[5]arene/ V. Smolko, S. Shurpik, A. Porfireva, G. Evtugyn, I. Stoikov// Electroanalysis. 2016. - V. 28. - P. 1391-1400.

97. Smolko, V.A. Electrochemical behaviour of pillar[5]arene on glassy carbon

2+ +

electrode and its interaction with Cu and Ag ions/ V.A. Smolko, D.N. Shurpik, R.V. Shamagsumova, A.V. Porfireva, V. G. Evtugyn, L.S. Yakimova, I.I. Stoikov, G.A. Evtugyn // Electrochim. Acta. - 2014. - V. 147. - P. 726-734.

98. Kuzin, Y. Electrochemical DNA Sensor Based on Carbon Black-Poly(Neutral Red) Composite for Detection of Oxidative DNA Damage/ Y. Kuzin, D. Kappo, A. Porfireva, D. Shurpik, I. Stoikov, G. Evtugyn, T. Hianik// Sensors. - 2018. - V. 18, № 10. -P. 3489.

99. Каппо Д. Электрохимический ДНК-сенсор на основе композита углерод-ная-чернь-поли(нейтральный красный) для регистрации окислительного повреждения ДНК/ Д. Каппо// Международная научная конференция студентов, аспирантов и молодых учёных «Ломоносов-2019», секция «Химия» (8-12 апреля 2019, Москва). - Москва. - 2019. - Тез. докл. - С. 39.

100. Kuzin, Y. Impedimetric detection of DNA damage with the sensor based on silver nanoparticles and neutral red/ Y. Kuzin, A. Porfireva, V. Stepanova, V. Evtugyn, I. Stoikov, G. Evtugyn, T. Hianik// Electroanalysis. - 2015. - V. 27, № 12. - P. 2800-2808.

101. Alizadeh, P.M. Application of bioactive cyclic oligosaccharide on the detection of doxorubicin hydrochloride in unprocessed human plasma sample: A new platform

towards efficient chemotherapy/ P.M. Alizadeh, M. Hasanzadeh, J. Soleymani, J.V. Gha-ramaleki, A. Jouyban// Microchem. J. - 2019. - V. 145. - P. 450-455.

102. Ehsani, M. Low potential detection of doxorubicin using a sensitive electrochemical sensor based on glassy carbon electrode modified with silver nanoparticles-supported poly(chitosan): A new platform in pharmaceutical analysis/ M Ehsani, J. Soleymani, P. Mohammadalizadeh, M. Hasanzadeh, A. Jouyban, M. Khoubnasabjafari, Y. Vaez-Gharamaleki // Microchem. J. - 2021. - V. 165. - P. 106101.

103. Hasanzadeh, M. Sensing of doxorubicin hydrochloride using graphene quantum dot modified glassy carbon electrode/ M. Hasanzadeh, M. Hashemzageh, N. Shadjou, J. Eivazi-Ziaei, M. Knoubnasabjaafari, A. Jouyban// J. Mol. Liq. - 2016. - V. 221. - P. 354-357.

104. Ehsani, M. Sensitive monitoring of doxorubicin in plasma of patients,MDA-MB-231 and 4T1 cell lysates using electroanalysis method / M. Ehsani, J. Soleymani, M. Hasanzadeh, Y. Vaez-Gharamaleki, M. Knoubnasabjafaru, A. Jouyban// J. Pharm. Bio-med. Anal. - 2021. - V. 192. - P. 113701.

105. Materon, E.M. Development of a simple electrochemical sensor for the simultaneous detection of anticancer drugs/ E.M. Materon, A. Wong, O. Fatibello-Filho, R.C. Faria// J. Electroanal. Chem. - 2018. - V. 827. - P. 64-72.

106. Deepa, S. A surfactant SDS modified carbon paste electrode as an enhanced and effective electrochemical sensor for the determination of doxorubicin and dacarba-zine its applications: A voltammetric study/ S. Deepa, S.B. K. Swamy, K.V. Pai // J. Electroanal. Chem. - 2020. - V. 879. - P. 114748.

107. Kalambate, P.K. Mesoporous Pd@Pt core-shell nanoparticles supported on multi-walled carbon nanotubes as a sensing platform: Application in simultaneous electrochemical detection of anticancer drugs doxorubicin and dasatinib / P.K. Kalambate, Y. Li, Y. Shen, Y. Huang// Anal. Methods. - 2019. - V. 11. - P. 443-453.

108. Er, E. Construction of a sensitive electrochemical sensor based on 1T-MoS2 nanosheets decorated with shape-controlled gold nanostructures for the voltammetric determination of doxorubicin/ E. Er, N. Erk // Microchim. Acta. - 2020. - V. 187. - P. 223.

109. Каппо, Д. ДНК-сенсор на основе Нейтрального красного и Метиленово-го синего для определения лекарственных препаратов - цитостатиков/ X Юбилей-

ная всероссийская конференция по электрохимическим методам анализа «ЭМА-2020» (16-20 ноября 2020, Казань). - Казань. - 2020. - Тез. докл. - С. 97-98.

110. Каппо, Д. Вольтамперометрический ДНК-сенсор на основе редокс-активных красителей для определения доксорубицина /Д. Каппо, Ю.И. Кузин, Д.Н. Шурпик, И.И. Стойков, Г.А. Евтюгин// Журн. Анал. Хим. - 2022. - Т. 77, № 1. - С. 70-77.

111. Porfireva, A. Electrochemical DNA sensor based on the copolymer of proflavine and Azure B for doxorubicin determination./ A. Porfireva, G. Evtugyn// Nanomate-rials. - 2020. - V. 10. - P. 924.

112. Stoikov, D.I. Electrochemical DNA sensors on the basis of electropolyme-rized thionine and Azure B with addition of pillar[5]arene as an electron transfer mediator/ D.I. Stoikov, A.V. Porfir'eva, D.N. Shurpik, I.I. Stoikov, G.A. Evtyugin// Russ. Chem. Bull. - 2019. - V. 68. - P. 431-437.

113. Kulikova, T. Electrochemical sensing of interactions between DNA and charged macrocycles/ T. Kulikova, P. Padnya, I. Shabiev, A. Rogov, I. Stoikov, G. Evtugyn// Chemosensors. - 2021. - V. 9. - P. 347.

114. Guidelli, R. Defining the transfer coefficient in electrochemistry: An assessment (IUPAC technical report)/ R. Guidelli, R.G. Compton, J.M. Feliu, E. Gileadi, J. Lipkowski, W. Schmickler, S. Trasatti// Pure Appl. Chem. - 2014. - V. 86. - P. 245-258.

115. Alizadeh, P.M. Application of bioactive cyclic oligosaccharide on the detection of doxorubicin hydrochloride in unprocessed human plasma sample: A new platform towards efficient chemotherapy/ P.M. Alizadeh, M. Hasanzadeh, J. Soleymani, J..V. Gharamaleki, A. Jouyban// Microchem. J. - 2019. - V. 145. - P. 450-455.

116. Karadurmus, L. The interaction between DNA and three intercalating anthra-cyclines using electrochemical DNA nanobiosensor based on metal nanoparticles modified screen-printed electrode/ L. Karadurmus, B. Dogan-Topal, S. Kurbanoglu, S. Shah, S.A. Ozkan// Micromachines. - 2021. - V. 12. - P. 1337.

117. Moghadam, H. Doxorubicin anticancer drug monitoring by ds-DNA-based electrochemical biosensor in clinical samples/ H. Moghadam, M.T. Taher, H. Karimi-Maleh// Micromachines. - 2021. - V. 12. - P. 808.

118. Peng, A. Application of a disposable doxorubicin sensor for direct determination of clinical drug concentration in patient blood/ A. Peng, H. Xu, C. Luo, H. Ding// Int. J. Electrochem. Sci. - 2016. - V. 11. - P. 6266-6278.

119. Kulikova, T. Electrochemical DNA sensors with layered polyaniline-DNA coating for detection of specific DNA interactions/ T. Kulikova, A. Porfireva, G. Ev-tugyn, T. Hianik// Sensors. - 2019. - V. 19. - P. 469.

120. Shamagsumova, R. Polyaniline-DNA based sensor for the detection of anth-racycline drugs / R. Shamagsumova, A. Porfireva, V. Stepanova, Y. Osin, G. Evtugyn, T. Hianik// Sens. Actuators B. - 2015. - V. 220. - P. 573-582.

121. Rahman, A.M. Anthracycline-induced cardiotoxicity and the cardiac-sparing effect of liposomal formulation / A.M. Rahman, S.W. Yusuf, M.S. Ewer, A.M. Rahman// Int. J. Nanomed. - 2007. - V. 2. - P. 567-583.

122. Каппо, Д. ДНК-сенсор на основе поли(Нейтрального красного) и по-ли(Метиленового синего) для определения доксорубицина/ Д. Каппо// Международная научная конференция студентов, аспирантов и молодых учёных «Ломоно-сов-2021», секция «Химия» (12-23 апреля 2021, Москва). - Москва. - 2021. - Тез. докл. - С. 36.

123. Каппо, Д. ДНК-сенсор на основе электрополимеризованных нейтрального красного и метиленового синего для определения соединений, взаимодействующих с ДНК/ Д. Каппо, Г.А. Евтюгин// XI Всероссийская Научная конференция и школа ?Аналитика Сибири и Дальнего Востока (16-20 августа 2021, Новосибирск). - Новосибирск. - 2021. - Тез. докл. - С. 128.

124. Каппо, Д. ДНК-сенсор на основе электрополимеризованных красителей для регистрации медицински значимых аналитов/ Д. Каппо, Г.А. Евтюгин// Международная конференция «Современные синтетические методологии для создания лекарственных препаратов и функциональных материалов» (08-12 ноября 2021, Екатеринбург). - Екатеринбург. - 2021. - Тез. докл. - С. 72.

125. Kappo, D. Electrochemical DNA sensor based on carbon black— poly(methylene blue)—poly(neutral red) composite/ D. Kappo, D. Shurpik, P. Padnya, I. Stoikov, A. Rogov, G. Evtugyn // Biosensors. - 2022. - V. 12, № 5. - P. 329.

126. Каппо, Д. Вольтамперометрический ДНК-сенсор на основе полимерных форм красителей нейтрального красного и метиленового синего для определения

доксорубицина / Д. Каппо, Г.А. Евтюгин // Тезисы докладов, представленных на IV Съезде аналитиков России. 26-30 сентября 2022 г. - М.: ОНТИ ГЕОХИ РАН, -2022.- С. 327.