Электрохимические ферментные и ДНК-сенсоры на основе полимеризованных тиазиновых красителей тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, кандидат наук Стойков Дмитрий Иванович

• Стойков Дмитрий Иванович
• кандидат наук
• 2023

Оглавление диссертации кандидат наук Стойков Дмитрий Иванович

ВВЕДЕНИЕ

1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1. 1 Биоспецифические взаимодействия с участием ДНК и ее использование в процессах биораспознавания

1.2 Модификация электродов путем электрополимеризации

1.3 Характеристика и электрохимические свойства Азура Б

1.4 Тионин: общая характеристика, электрополимеризация, использование в разработке сенсоров

1.5 Использование ПТН в составе ДНК-сенсоров

1.6 Cенсоры на основе МС

1.7 Ферментные сенсоры на основе полифенотиазинов

2 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

2.1 Материалы и реагенты

2.2 Приборы и методы эксперимента

2.3 Приготовление растворов

2.4 Модификация электродов и проточного реактора

2.4.1 Модификация СУЭ

2.4.2 Модификация ПГЭ

2.4.3 Модификация реактора проточной ячейки

2.5 Методики измерений

2.5.1 Проведение вольтамперометрических измерений на модифицированных электродах

2.5.2 Определение pH-зависимости электрохимического сигнала

2.5.3 Определение зависимости вольтамперометрического сигнала от скорости сканирования потенциала

2.5.4 Проведение хроноамперометрических измерений с использованием ПГЭ

3 РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

3.1 Электрохимические ДНК-сенсоры на основе ПТН и ПАБ для дискриминации типов повреждения ДНК

3.1.1 Циклическая вольтамперометрия ПТН и ПАБ с включением нативной и поврежденной ДНК

3.1.2 Влияние рН среды на токи редокс-пиков ПТН и ПАБ в отсутствие и в присутствии ДНК

3.1.3 Влияние скорости сканирования потенциала на токи редокс-пиков ПТН и ПАБ

3.1.4 Влияние концентрации ДНК с различным типом повреждений на сигнал ПТН и ПАБ

3.2 ДНК-сенсор на основе сополимера тионина и МС для определения ДОК

3.2.1 Характеристики покрытия на основе пленки сополимера тионина и МС

3.2.2 Характеристики взаимодействия ДНК с покрытием на основе пленки сополимера тионина и МС

3.2.3 Определение ДОК при помощи ДНК-сенсора на основе сополимера тионина и МС

3.3 Ферментативные сенсоры на основе печатной проточной ячейки со сменным реактором

3.3.1 Биосенсор для определения мочевой кислоты

3.3.2 Биосенсор для определения тирозина

3.3.3 Биосенсор для определения ингибиторов АХЭ

ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ВЫВОДЫ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ БИБЛИОГРАФИЧЕСКИХ ИСТОЧНИКОВ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Электрохимические ферментные и ДНК-сенсоры на основе полимеризованных тиазиновых красителей»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы исследования. Современная электроаналитическая химия преимущественно направлена на анализ органических соединений, окисляющихся или восстанавливающихся на химически модифицированных электродах, чаще всего изготовленных из углеродных материалов или благородных металлов. Необходимость модификации электродов обусловлена задачами дифференциации сигнала соединений с близкими потенциалами переноса электрона, повышения абсолютной величины сигнала, снижения перенапряжения электродного процесса, а также подавления неспецифической адсорбции мешающих компонентов. Введение дополнительных компонентов в состав модифицирующего слоя способно нивелировать недостаточную химическую или электрохимическую устойчивость электрода, улучшить метрологические характеристики сигнала и увеличить продолжительность эксплуатации сенсора.

Электроактивные полимеры широко используются при создании электрохимических сенсоров и биосенсоров благодаря сочетанию медиаторных свойств и способности удерживать биохимические рецепторы путем нековалентных взаимодействий. В настоящее время с этой целью активно применяют электрополимеризованные формы красителей и редокс-индикаторы феназинового и фенотиазинового ряда. Особый интерес вызывает возможность варьирования электрохимических характеристик подобных материалов путем введения в состав гетероароматического ядра различных заместителей. Применительно к ДНК-сенсорам имеет значение, что в зависимости от стерической загруженности редокс-центра фенотиазинов меняется механизм их взаимодействия с ДНК.

Особый интерес представляют ДНК-сенсоры, что обусловлено высокой значимостью анализа ДНК в областях, связанных со здоровьем человека, в том числе для выявления генетических мутаций, определения патологических микроорганизмов и вирусов, открытия новых лекарственных препаратов в области онкологии и т.д. Биосенсорные технологии в наибольшей степени подходят для этих целей в силу широких возможностей варьирования условий регистрации

биоспецифических взаимодействий с участием ДНК. Прогресс в этой области требует предварительного исследования и внедрения в конструкцию биосенсоров новых модифицирующих материалов с возможностью направленного регулирования окислительно-восстановительных свойств и условий для специфического связывания аналитов.

Одними из перспективных кандидатов для включения в состав ДНК-сенсоров являются макроциклические лиганды на платформе тиакаликсаренов и пиллараренов. Они обладают предорганизованной пространственной структурой с фиксированным расположением функциональных групп, участвующих в биохимических взаимодействиях и окислительно-восстановительных реакциях. Легкость введения функциональных групп и склонность к образованию комплексов «гость-хозяин» облегчают адаптацию таких модификаторов к решаемым с помощью биосенсоров конкретным аналитическим задачам.

Сходные проблемы формирования сигнала и конструирования биосенсоров существуют и в ферментативном анализе, широко применяющемся в клинической диагностике, экологии и биотехнологиях для определения ингибиторов (пестициды и тяжелые металлы), лекарственных препаратов, биомаркеров заболеваний и метаболитов. Использование электроактивных полимеров с внедрением дополнительных медиаторов электронного переноса на макроциклической платформе позволяет создавать универсальные решения в области формирования биочувствительного слоя ферментных электрохимических сенсоров, усиления их сигнала и его регистрации с помощью существующих средств измерения.

Степень разработанности проблемы. Медиаторные свойства полифенотиазинов нашли применение в разработке многих сенсоров. Тем не менее, несмотря на активные исследования в области разработки сенсоров на основе полифенотиазинов, многие аспекты получения воспроизводимых полимерных пленок с высоким уровнем редокс-активности, а также включения в них медиаторов электронного переноса и биологических компонентов остаются недостаточно изученными. Не всегда установлен механизм электрополимеризации и факторы, влияющие на параметры электронного переноса в пленках полимеров. Достаточно узок круг потенциальных аналитов, определяемых с помощью соответствующих биосенсоров, а предложенные варианты не отличаются селективностью и

возможностью разделения сигнала для аналитов близкой структуры. В частности, важным представляется разделение процессов интеркалирования и окислительного повреждения ДНК под действием ДНК-повреждающих факторов и противораковых лекарственных препаратов. Для полимеризации фенотиазинов обычно характерны невысокие токи и низкие выходы продуктов полимеризации, за исключением тионина и метиленового синего (МС). Оптимизация состава электрополимеризованного покрытия сдерживается близостью характеристик окисления-восстановления большинства коммерчески доступных мономерных красителей. Решение всех указанных проблем может быть достигнуто путем расширения перечня изученных фенотиазинов, использования смесей мономеров для получения гибридных покрытий, увеличения удельной площади поверхности электродов введением дополнительных углеродных наноматериалов и супрамолекулярных соединений, обладающих способностью к образованию комплексов включения и окислительно-восстановительным реакциям на электроде.

Цель работы заключалась в создании ферментных и ДНК-сенсоров на основе комбинированных покрытий, включающих электрополимеризованные фенотиазиновые красители в сочетании с углеродной чернью (УЧ) и пиллар[5]ареном (П[5]А) как дополнительным медиатором электронного переноса, для решения задач регистрации специфических взаимодействий ДНК и определения субстратов оксидоредуктаз и ингибиторов ацетилхолинэстеразы (АХЭ) в проточном режиме.

Для достижения указанной цели потребовалось решить следующие задачи:

1. Определить особенности модификации стеклоуглеродных электродов (СУЭ) и печатных графитовых электродов (ПГЭ) путем электрополимеризации из растворов мономеров фенотиазиновых красителей (тионин, МС, азур Б) с получением редокс-активных полимерных покрытий, в том числе при модификации преобразователей сигнала суспензией УЧ.

2. Установить влияние состава и условий получения редокс-активных полимерных покрытий и присутствия в слое П[5]А и ДНК на параметры электронного переноса и аналитические характеристики определения соединений, участвующих в биохимических реакциях - субстратов и ингибиторов ферментов и интеркалятора ДНК.

3. Установить рабочие условия для введения в состав поверхностного слоя сенсора ДНК, в том числе, в одну стадию, и определить влияние повреждения и интеркалирования ДНК на вольтамперометрический сигнал сенсора, связанный с редокс-активностью полимерного слоя и редокс-превращениями П[5]А.

4. Разработать новые протоколы измерения сигнала электродов на основе сополимеров тионина и МС для оценки содержания субстратов и ингибиторов ферментов в проточном режиме.

5. Оптимизировать условия реализации ферментативных реакций в присутствии ферментов АХЭ, уриказы и тирозиназы в проточном режиме с регистрацией сигнала продуктов ферментативных реакций на электродах, модифицированных сополимерами фенотиазиновых красителей.

6. Разработать методики проточного определения субстратов (мочевая кислота, тирозин, пероксид водорода, ацетилтиохолин) и ингибиторов (донепезил, берберин, карбофуран) с помощью проточных ферментных сенсоров со сменным реактором и ПГЭ, модифицированным П[5]А и сополимером фенотиазиновых красителей. Провести апробацию разработанных ферментных биосенсоров на модельных образцах биологических жидкостей и объектов эколого-аналитического контроля.

Научная новизна работы состоит в следующем:

1. Установлено синергетическое действие П[5]А в сочетании с УЧ и полимерными фенотиазиновыми красителями (тионин, азур Б, МС) на биохимические взаимодействия с участием ДНК и ферментов (уриказа, тирозиназа, АХЭ).

2. Предложены новые протоколы электроосаждения редокс-активных полимерных пленок в одностадийной электрополимеризации на электродах, модифицированных УЧ, с включением в полимер макроциклического медиатора электронного переноса (П[5]А).

3. Предложен новый протокол изготовления проточных ферментных сенсоров и измерения их сигнала, отличающийся раздельной иммобилизацией фермента на внутренних стенках проточного сменного реактора и регистрацией сигнала на пространственно отделенном от него анализируемым потоком ПГЭ,

модифицированном разработанным композитным покрытием полифенотиазинов и П[5]А на слое УЧ.

4. Установлено значительное улучшение аналитических характеристик определения модельных соединений - субстратов и ингибиторов ферментов и интеркаляторов ДНК - по сравнению с биосенсорами на основе индивидуальных компонентов применяемого композитного покрытия.

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

1. Разработаны простые и надежные способы модификации СУЭ и ПГЭ слоями УЧ, П[5]А и электрополимеризованными формами фенотиазиновых красителей, обеспечивающие быстрый отклик и высокую точность измерения сигнала биосенсоров при определении ингибиторов (карбофуран, донепезил, берберин), субстратов ферментов (мочевая кислота, тирозин) и интеркаляторов ДНК (доксорубицин (ДОК)).

2. Количественно охарактеризовано влияние ДНК и биохимических взаимодействий с участием ДНК на вольтамперометрический сигнал полимерных покрытий полифенотиазиновых красителей и П[5]А.

3. Разработаны высокочувствительные способы определения субстратов ферментов (мочевая кислота, тирозин), медицинских препаратов (донепезил, берберин) и пестицидов (карбофуран) с хроноамперометрической регистрацией сигнала в непрерывном проточном режиме.

4. Разработана конструкция и изготовлена с помощью 3D-печати из полимолочной кислоты разборная проточная ячейка со сменным реактором, предложены протоколы иммобилизации ферментов на поверхности реактора с помощью карбодиимидного связывания.

5. Проведена оценка матричных эффектов и предложены надежные и простые способы пробоподготовки при определении аналитов с помощью ферментных сенсоров в модельных образцах биологических жидкостей.

Методология и методы исследования: Измерение электрохимических характеристик электродов при их модификации, регистрацию аналитического сигнала ДНК-сенсора при дискриминации повреждения ДНК и определении ДОК проводили с помощью циклической вольтамперометрии. Регистрацию сигнала

ферментных сенсоров в присутствии субстрата и ингибиторов осуществляли в потоке в хроноамперометрическом режиме в проточной ячейке со сменным реактором. Математическую обработку полученных данных и метрологическую оценку результатов эксперимента осуществляли с помощью программного обеспечения OriginPro 8.1 (OriginLab Corporation).

Положения, выносимые на защиту:

1. Влияние включения УЧ и П[5]А, а также использования смесей тионина и МС на электрохимические характеристики продукта электрополимеризации. Определение рабочих условий для введения в состав полифенотиазиновой пленки молекул ДНК.

2. Установление критериев дискриминации повреждения ДНК и ее интеркалирования (определение ДОК) по электрохимическим характеристикам композитного покрытия на основе полифенотиазинов.

3. Определение мочевой кислоты, тирозина и ингибиторов АХЭ (донепезила, берберина, карбофурана) в проточном режиме с помощью печатной ячейки с модифицированным реактором. Оценка и способы уменьшения матричного эффекта пробы.

4. Принцип измерения сигнала ферментных сенсоров в потоке с разделением области локализации иммобилизованного фермента и измерения хроноамперометрического сигнала, конструкция разборной проточной ячейки со сменным реактором. Результаты подбора условий иммобилизации ферментов на поверхности реактора для уриказы, тирозиназы и АХЭ.

Личный вклад автора. Стойков Д.И. сформулировал цели и задачи исследования, подготовил обзор литературы по теме диссертации, провел эксперименты по модификации и определению электрохимических параметров модифицированных СУЭ и ПГЭ, разработал методики включения в биосенсоры биологических компонентов и измерения сигнала на ДНК-повреждающие факторы, ДОК, субстраты и ингибиторы ферментов, в том числе в проточном режиме с помощью спроектированной им проточной электрохимической ячейки. Стойков Д.И. участвовал в критическом рассмотрении и обобщении полученных результатов экспериментов. Им также была проведена метрологическая обработка

экспериментальных данных, подготовка публикаций по теме диссертации и самой диссертации.

Степень достоверности полученных результатов подтверждается применением комплекса современных электрохимических методов исследования, основанных на использовании сертифицированного оборудования.

Апробация работы. По материалам научно-квалификационной работы опубликовано 3 статьи, из них 2 - в международных журналах, входящих в международные системы цитирования Scopus и Web of Science, и одна статья - в отечественном журнале, входящем в список ВАК для опубликования результатов кандидатских, докторских диссертаций и систему Web of Science. Все полученные результаты опубликованы. Результаты диссертации докладывались и обсуждались на следующих конференциях: 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 № 17-73-20024 «Новые полимерные гибридные материалы для определения лекарственных препаратов и биоспецифических взаимодействий с участием ДНК», РНФ № 17-13-01208 «Супрамолекулярные полимеры нового поколения на основе функционализированных макроциклов для медицинской диагностики: дизайн и

применение в составе электрохимических сенсоров», РФФИ № 20-33-90107 «Электрохимические ДНК-сенсоры на основе полимеризованных тиазиновых красителей».

Публикации. По теме диссертационного исследования опубликовано 9 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. Шурпик Д.Н., синтезировавшие и предоставившие для исследований пиллар[5]арен, к.х.н. Порфирьева А.В., принимавшая участие в обсуждении условий проведения электрополимеризации фенотиазиновых красителей, к.х.н. Иванов А.Н, к.х.н. Кузин Ю.И., студент Шафигуллина И.З., принимавшие участие в разработке и апробации проточной системы.

Объем и структура работы. Диссертационная работа изложена на 131 страницах текста компьютерной верстки, включает 73 рисунка и 11 таблиц. Диссертация состоит из Введения, 5 глав, Заключения и Списка использованных библиографических источников, содержащего 155 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 биосенсорам, ферментным и ДНК-сенсорам на основе фенотиазиновых красителей и их полимерных форм. В частности, рассмотрена возможность использования биоспецифических взаимодействий с участием ДНК в разработке ДНК-сенсоров, охарактеризованы электрохимические свойства тионина, азура Б и МС и приведены примеры их использования в разработке электрохимических сенсоров.

Глава 2 (Экспериментальная часть) содержит описание использованных в работе реактивов и оборудования, методик модификации электродов, создания ячейки со сменным реактором и иммобилизации фермента на его поверхности при создании биосенсоров.

Глава 3 (Результаты и обсуждение) посвящена собственным экспериментальным результатам, полученным в рамках диссертационной работы.

Раздел 3.1 (Электрохимические ДНК-сенсоры на основе политионина и поли(азура Б) для дискриминации типов повреждения ДНК) посвящен созданию сенсорам на основе электрополимеризованных форм тионина и азура Б для дискриминации типов повреждения ДНК.

Раздел 3.2 (ДНК-сенсор на основе сополимера тионина и МС для определения ДОК) посвящен созданию покрытия на основе сополимеризации двух фенотиазиновых красителей тионина и МС и разработке на его основе сенсора для определения противоракового препарата ДОК.

Раздел 3.3 (Ферментативные сенсоры на основе печатной проточной ячейки со сменным реактором) посвящен созданию ферментных сенсоров на основе сополимеризованных фенотиазиновых красителей и печатной проточной ячейки из полимолочной кислоты со сменным реактором для иммобилизации фермента для определения мочевой кислоты, тирозина и ингибиторов АХЭ (донепезила, берберина, карбофурана) в модельных образцах биологических жидкостей.

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

1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1 Биоспецифические взаимодействия с участием ДНК и ее использование в процессах биораспознавания

Дезоксирибонуклеиновая кислота содержит генетическую информацию, влияющую на процесс биосинтеза белков в ходе репликации и транскрипции. И хотя молекулы ДНК очень стабильны, а ядерные оболочки защищают генетический код [1], последовательность исходного кода может быть изменена по разнообразным причинам (рис. 1).

Рисунок 1 - Агенты, повреждающие структуру ДНК и типы этих повреждений [2].

Под воздействием различных факторов как эндо-, так и экзогенной природы структура ДНК может подвергаться изменениям. Факторы, связанные с ошибками репликации, относятся к эндогенным. При репликации необходимо комплексное взаимодействие множества белков, а также ферментов репарации ДНК для поддержания правильной структуры биомолекулы. Репликация - это высокоточный процесс, для которого количество ошибок не превышает 1010 пар азотистых оснований, в то же время процесс репликации включает 0.6-1010 пар

Ж

у азотистых оснований (окисление, алкилирование)

Связь ДНК-белок ал копирующие агенты)

оснований в соматической клетке - то есть такая ошибка может возникать почти каждый раз. Однако подобные ошибки чаще всего затрагивают «молчащие» фрагменты дезоксирибонуклеиновых кислот и не опасны для человека. К экзогенным факторам относят ионизирующее и ультрафиолетовое излучение, а также влияние ксенобиотиков и вирусов.

Радиационное облучение приводит к одно- и двунитевым разрывам цепей ДНК, а также к модификации азотистых оснований, а генотоксичные соединения могут образовывать с ними аддукты. Под воздействием УФ-излучения на ДНК появляются тиминовые димеры. Кроме этого происходят потеря азотистых оснований (апуриновые сайты) или их химическая модификация, образование дополнительных ковалентных связей между цепочками ДНК с окружающими ее белковыми молекулами и др. Вирусный геном способен встраиваться в участок ДНК какого-либо гена [2].

Нарушения в оригинальной нуклеотидной последовательности (мутации) способны привести к весомым изменениям в транскрибируемом белке - как следствие это провоцирует серьезные наследственные заболевания. С медицинской точки зрения выявление изменений в генной последовательности необходимо для ранней диагностики наследственных заболеваний и организации более эффективной терапии.

Взаимодействие некрупных молекул с двойной спиралью ДНК осуществляется на молекулярном уровне различными путями [1]. Можно выделить два класса соединений по их типу связывания с ДНК:

1) соединения с цепочечной структурой молекул - взаимодействие идет по бороздкам молекулы ДНК. Такие соединения как бы «укладываются» внутрь бороздок, при этом они взаимодействуют с фосфатными группами остова ДНК и атомами азотистых оснований внутри бороздок.

2) соединения с плоской гетероциклической структурой - взаимодействие происходит за счет встраивания (интеркалирования) между плоскостями азотистых оснований ДНК. Плоскости азотистых оснований будут раздвигаться, а локальная структура ДНК будет меняться.

К веществам, взаимодействующим с ДНК по первому типу связывания, относят актуальные противомикробные средства декаметоксин и этоний,

противовирусные и противораковые средства - дистамицин, нетропсин (рис. 2, а). Молекулы этих веществ имеют положительный заряд, что обуславливает электростатические взаимодействия между ними и молекулами ДНК, имеющими отрицательный заряд. Кроме этого в бороздках ДНК возможно образование водородных связей с азотистыми основаниями.

При взаимодействии ДНК с молекулами декаметоксина и этония наибольший вклад вносят гидрофобные силы - происходит укрепление структуры дезоксирибонуклеиновой кислоты и ингибирование ферментов, служащих для полноценного функционирования генетического аппарата раковых или микробных клеток.

Рисунок 2 - Структура соединений, связывающихся с ДНК по бороздкам (а) и путем интеркалирования (б).

К соединениям, взаимодействующим с ДНК по второму типу связывания, относят широко распространенные акридиновые красители, фенотиазиновые красители, этидий бромид, антрациклиновые протиоопухолевые антибиотики

(дауномицин, ДОК, карминомицин, актиномицин), акрихин (противомалярийное средство) (рис. 2, б).

Когда эти соединения интеркалируют в молекуле ДНК между парами азотистых оснований, они раздвигают основания, приводя к деформации двойной спирали ДНК (рис. 3). Происходит удлинение молекулы, раскручивание двойной спирали, меняется гибкость молекулы, увеличение температуры перехода спираль-клубок, а также изменение других свойств.

Рисунок 3 - Модели комплексов молекул-интеркаляторов с ДНК: (а) - изменение структуры ДНК для случая интеркаляции плоских молекул; (б)- встраивание дауномицина между GC- и CG-парами; G - гуанин, С - цитозин, А - аденин, Т -тимин, W - молекула воды [1].

Такие соединения способны к внешнему присоединению к ДНК, при этом образуются стопочные структуры, чья стабильность обеспечивается гидрофобным взаимодействием. Для обоих типов связывания ключевую роль выполняет электростатическое взаимодействие между интеркаляторами, большая часть которых заряжены положительно, с молекулами ДНК, заряженными отрицательно

[3].

Изучение структуры, специфики связывания, механизма и динамики таких взаимодействий представляют большой интерес для науки, поскольку они вносят весомый вклад в понимание принципа действия определенных противовирусных, антибактериальных и противоопухолевых препаратов [4].

Наиболее специфичная система биораспознавания в природе - это гибридизация между комплементарными одноцепочечными последовательностями ДНК. Распознающие слои на основе нуклеиновых кислот могут быть легко приготовлены и остаются очень стабильными, в отличие от ферментов или антител. Подобные распознающие слои открывают новые уникальные способы создания электрохимических биосенсоров и играют важную роль в разработке портативных медицинских анализаторов.

Действительно, использование электрохимических биосенсоров при обнаружении определенных последовательностей ДНК или ее мутаций весомо уменьшает время анализа и упрощает протоколы измерения в сравнении с традиционными методами секвенирования. Это позволяет проводить мониторинг для осуществления быстрых превентивных мер и ранней клинической диагностики [5-7].

Использование чувствительных электрохимических сенсоров, способных обнаруживать точечные мутации и различать одно- и двухцепочечную ДНК, необходимо для обнаружения акта гибридизации. Это создает большой интерес к изучению взаимодействия молекул с ДНК с целью дальнейшей разработки высокочувствительных молекулярных сенсоров для анализа ДНК [1].

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Стойков Дмитрий Иванович, 2023 год

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ БИБЛИОГРАФИЧЕСКИХ ИСТОЧНИКОВ

1. Garcia-Mendiola, T. Dyes as bifunctional markers of DNA hybridization on surfaces and mutation detection/ T. Garcia-Mendiola, M. R. Cerro, J. M. Lopez-Moreno, F. Pariente, E. Lorenzo// Bioelectrochem. - 2016. - V. 111. - P. 115-122.

2. Стожаров, А.Н. Медицинская экология/ А.Н. Стожаров. - Минск: Высшая школа, 2007. - 368 с.

3. Благой, Ю.П. Взаимодействие ДНК с биологически активными веществами (ионами металлов, красителями и лекарствами)/ Ю.П. Благой// Соросовский образоват. журн. - 1998. - № 10. - С. 18-24.

4. Sutherland, I.O. Molecular recognition by synthetic receptors/ I.O. Sutherland// Chem. Soc. Rev. - 1989. - V. 61. - I. 9. - P. 1547-1554.

5. Mickelsen, S.R. Electrochemical biosensors for DNA sequence detection/ S.R. Mickelsen// Electroanalysis. - 1996. - V. 8. - P. 15-19.

6. Palecek, E. Electrochemical biosensors for DNA hybridization and DNA damage/ E. Palecek, M. Fojta, M. Tomschik, J. Wang// Biosens. Bioelectron. - 1998. -V. 13. - P. 621-628.

7. Cattrall, R.W. Chemical Sensors. Oxford Chemistry Primers/ Oxford: OxfordUniversity Press, 1997. - 80 p.

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

9. Yang, R. Electropolymerization of thionine in neutral aqueous media and H2O2 biosensor based on poly(thionine)/ R. Yang, C. Ruan, W. Dai, J. Deng, J. Kong// Electrochim. Acta - 1999. - V. 44. - P. 1585-1596.

10. Karyakin, A. A. New amperometric dehydrogenase electrodes based on electrocatalytic NADH-oxidation at poly (methylene blue)-modified electrodes/ A. A. Karyakin, E. E. Karyakina, W. Schuhmann, H. Schmidt, S. D. Varfolomeyev// Electroanalysis. - 1994. - V. 6. - P. 821-829.

11. Karyakin, A. A. The electrochemical polymerization of methylene blue and bioelectrochemical activity of the resulting film/ A.A. Karyakin, A.K. Strakhova, E.E. Karyakina, S.D. Varfolomeyev, A.K. Yatsimirsky// Bioelectrochem. Bioenerg. - 1993. -V. 32. - P. 35-43.

12. Sabnis, R. W. Handbook of Biological Dyes and Stains: Synthesis and Industrial Applications/ R. W. Sabnis. - Madison, NJ: Wiley, 2010. - 544 p.

13. Wischik, C. M. Method for screening for agents inhibiting tau-tau-association and use of phenothiazine compounds for treatment of pathological tau-tau association/ C. M. Wischik, D. Horsley, J. Rickard, E. Harrington, C. R. Drug// Chem. Abstr. -1996. -V. 125. - P. 322-333.

14. Конарев, В.Г. Методы биохимии и цитохимии нуклеиновых кислот растений/ В.Г. Конарев, С.Л. Тютерев. - Л.: «Колос», 1970. - 204 с.

15. Chen, C. Electrosynthesis of Poly(azure B) from Sulfuric Acid Solution/ C. Chen, Y. Gao// J. Macromol. Sci. A. - 2007. - V. 44. - P. 1089-1093.

16. Shan, D. Electrochemical copolymerization of aniline and azure B/ D. Shan, S. Mu, B. Mao, Y. Li// Chin. J. Polym. Sci. - 2001. - V. 19. - P. 483-492.

17. Shan, D. Detection of intermediate during the electrochemical polymerization of azure B and growth of poly(azure B) film/ D. Shan, S. Mu, B. Mao// Electroanalysis. -2001. - V. 13. - P. 493-498.

18. Sha, Y. F. Electropolymerization of azure B on a screen-printed carbon electrode and its application to the determination of NADH in a flow injection analysis system/ Y.F. Sha, Q. Gao, B. Qi, X. Yang// Microchim. Acta. - 2004. - V. 148. - P. 335341.

19. Huang, Y.G. Detection of glucose at glassy carbon electrode modified by poly (azure B)/copper nanocomposite films/ Y.G. Huang, H.Y. Wang, X.Y. Hu// Chin. J. Anal. Chem. - V. 34. - P. 1119-1121.

20. Zhao, K. Determination of nitrite with the electrocatalytic property to the oxidation of nitrite on thionine modified aligned carbon nanotubes/ K. Zhao , H.Y. Song, S.Q. Zhuang, L.M. Dai, P.G. He, Y.Z. Fang// Electrochem. Commun. - 2007. - V. 9. - P. 65-70.

21. Macgregor, A. Inactivation of non-enveloped viruses with agents affecting viral capsid and nucleic acids/ A. Macgregor // Chem. Abstr. - 2000. - V. 133. - P. 34393.

22. Shahrokhian, S. Simultaneous voltammetric detection of ascorbic acid and uric acid at a carbon-paste modified electrode incorporating thionine-Nafion ion-pair as an

electron mediator/ S. Shahrokhian, M. Ghalkhani// Electrochim. Acta. - 2006. - V. 51. -P. 2599-2606.

23. Umehae, Y. Test kits comprising redox enzyme, stabilizer and electrochemical electrode sensor chip for 1,5-anhydroglucitol determination in blood and diabetes diagnosis/ Y. Umegae, R. Mashidam, H. Takagi, Y. Irie, Y. Yokoyama, T. Tanabe// Chem. Abstr. - 2008. - V. 149. - P. 76607.

24. Kirstein, D. Amperometric nitrate biosensors on the basis of Pseudomonas stutzeri nitrate reductase/ D. Kirstein, L. Kirstein, F. Scheller, H. Borcherding, J. Ronnenberg, S. Diekmann, P. Steinrucke// J. Electroanal. Chem. - 1999. - V. 474. - P. 43-51.

25. Varaprasad, D. V. Electrochemichromic solutions, processes for preparing and using the same, and devices manufactured with the same/ D. V. Varaprasad, H. R. Habibi, S. D. Looman, N. R. Lynam, M. Zhao// Chem. Abstrs. - 1994. - V. 120. - P. 229898.

26. Li, Q. W. Thionine-mediated chemistry of carbon nanotubes/ Q. W. Li, J. Zhang, H. Yan, H. Maoshuai, Z. Liu// Carbon. - 2004. - V. 42. - P. 287-291.

27. Shi, A. W. Amperometric H2O2 biosensor based on poly-thionine nanowire/HRP/nano-Au-modified glassy carbon electrode/ A. W. Shi, F. L. Qu, M. H. Yang, G. L. Shen, R. Q. Yu// Sens. Actuators B. - 2008. - V. 129. - P. 779-783.

28. Albery, W. J. The rotating optical disc-ring electrode. Part 1.—Collection of a stable photoproduct/ W. J. Albery, P. N. Bartlett, A. M. Lithgow, J. Riefkohl, L. Romero, F. A. Souto // J. Chem. Soc. Faraday Trans. 1. - 1985. - V. 81. - P. 2647-2658.

29. Hutchinson, K. Raman spectroscopic studies of a thionine-modified electrode/ K. Hutchinson, R.E. Hester, W.J. Albery, A.R. Hillman// J. Chem. Soc. Faraday Trans. 1.

- 1984. - V. 80. - I. 8. - P. 2053 - 2071.

30. Svetlicic, V. Effect of sulphur-adlayer preparation on self-assembled monolayers of phenothiazines at polyoriented platinum electrodes/ V. Svetlicic, J. Clavilier, V. Zutic, J. Chevalet, K. Elachi// J. Electroanal. Chem. - 1993. - V. 344 (1-2).

- P. 145-160.

31. Dai, Z. Electrochemical sensor for immunoassay of carcinoembryonic antigen based on thionine monolayer modified gold electrode/Z. Dai, J. Chen, F. Yang, H.X. Ju// Cancer Detect.Prevent.- 2005. - V. 29. - P. 233-240.

32. Duffy, M. J. Carcinoembryonic antigen as a marker for colorectal cancer: is it clinically useful?/ M. J. Duffy// Clin.Chem.. - 2001. - V. 47. - P. 624-630.

33. Hajizadeh, K. Chemical Cross Linking of a Redox Mediator Thionin for Electrocatalytic Oxidation of Reduced Beta Nicotinamide Adenine Dinucleotide/ K. Hajizadeh, H. T. Tang, H. B. Halsall and W. R. Heineman// Anal. Letters. - 1991. - V. 24. - P. 1453.

34. Albery, W. J. Thionine coated electrode for photogalvanic cells/ W. J. Albery, A. W. Foulds, K. J. Hall, A. R. Hillman// Nature. - 1979. - V. 282. - P. 793-797.

35. Tanaka, K. Preparation of poly(thionine)-modified electrode and its application to an electrochemical detector for the flow-injection analysis of NADH/ K. Tanaka, S. Ikeda, N. Oyama, K. Tokuda, T. Ohsaka// Anal. Sci. - 1993. - V. 9. - P. 783789.

36. Cai, C.X. Electrocatalysis of polythionine modified microband gold electrode for oxidation of reduced nicotinamide adenine dinucleotide/ C. X. Cai, H. X. Ju, H. Y. Chen// Chem. J. Chinese Univ. - 1995. - V. 16. - P. 368-372.

37. Pereira, C. The redox interplay between nitrite and nitric oxide: from the gut to the brain/ C. Pereira, N. R. Ferreira, B. S. Rocha, R. M. Barbosa, J. Laranjinha// Redox Biol. - 2013. - V. 1. - P. 276-284.

38. Tasis, D. Chemistry of carbon nanotubes/ D. Tasis, N. Tagmatarchis, A. Bianco, M. Prato// Chem. Rev. - 2006. - V. 106. - P. 1105-1136.

39. Jang, X. Y. Direct electrochemical detection of oligonucleotide hybridization on poly(thionine) film/ X. Y. Jiang, Y. Y. Lin He, P. F. Yu-Zhi// Chin. J. Chem. - 2005. - V. 23. - P. 1665-1670.

40. Budnikov, H. C. Electrochemical DNA sensors based on electropolymerized materials/ H. C. Budnikov, G. A. Evtugyn, A. V. Porfireva// Talanta. - 2012. - V. 102. -P. 137-155.

41. Евтюгин, Г. А. Электрохимические ДНК-сенсоры для определения биологически активных низкомолекулярных соединений/ Г. А. Евтюгин, Г. К. Будников, А. В. Порфирьева// Журн. Рос. хим.общ.. - 2008. - Т. 52. - № 2. - С. 6679.

42. Liu, H. Fabrication of polythionine/NPAu/MWNTs modified electrode for simultaneous determination of adenine and guanine in DNA/ H. Liu, G. Wang, D. Chen, W. Zhang, C. Li, B. Fang// Sens. Actuators B. - 2008. - V. 128. - P. 414-421.

43. Liu, H. Electrocatalysis and determination of uracil on polythionine/multiwall carbon nanotubes modified electrode/ H. Liu, G. Wang, J. Hu, D. Chen, W. Zhang, B. Fang// J. Appl. Polym. Sci. - 2008. - V. 107. - P. 3173-3178.

44. Barsan, M. M. Electrochemical sensors and biosensors based on redox polymer/ carbon nanotube modified electrodes: A review/ M. M. Barsan, E.Ghica, C. M.A.Brett// Anal. Chim. Acta. - 2015.- V. 881. - P. 1-23.

45. Xiao, Y. A reagentless hydrogen peroxide sensor based on incorporation of horseradish peroxidase in poly(thionine) film on a monolayer modified electrode/ Y. Xiao, H.-X. Ju, H.-Y. Chen// Anal. Chim. Acta. - 1999. - V. 391. - P. 299-306.

46. Yang, T. Uniform and vertically oriented ZnO nanosheets based on thin-layered MoS2: synthesis and high-sensing ability/ T. Yang, Y.N. Cui, M.J. Chen, R.Z. Yu, S.Z. Luo, W.H. Li, K. Jiao// ACS Sustain. Chem. Eng. - 2017. - V. 5. - I. 2. - P. 1332-1338.

47. Kim, K.H. Heterogeneous catalytic wet air oxidation of refractory organic pollutants in industrial wastewaters: A review/ K.H. Kim, S.K. Ihm// J. Hazard. Mater. -2011. - V. 186. - P. 16-34.

48. Azine dyes. Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry/ H. Berneth. -NJ, USA: John Wiley & Sons, 2005. 561 p.

49. Hossain, M.A. Comparative Adsorption of Methylene Blue on Different Low Cost Adsorbents by Continuous Column Process/ M.A. Hossain, M.M. Ali, T.S.A. Islam// Int. J. Phys. Astron. - 2018. - V. 77. - P. 26-34.

50. Mathelin, C. Methylene blue dye, an accurate dye for sentinel lymph node identification in early breast cancer/ C. Mathelin, S. Croce, D. Brasse, B. Gairard, M. Gharbi, N. Andriamisandratsoa, V. Bekaert, Z. Francis, J.-L. Guyonnet, D. Huss// Anticanc. Res. - 2009. - V. 29. - P. 4119-4125.

51. Chen, W. A novel technique for localization of small pulmonary nodules/ W. Chen, L. Chen, S. Yang, Z. Chen, G. Qian, S. Zhang, J. Jing// CHEST. - 2007. - V. 131. - P. 1526-1531.

52. Hamel, J. A review of acute cyanide poisoning with a treatment update/ J. Hamel// Crit.l Car. Nurse. - 2011. - V. 31. - P. 72-82.

53. Giuliano, A.E. Lymphatic mapping and sentinel lymphadenectomy for breast cancer/ A.E. Giuliano, D.M. Kirgan, J.M. Guenther, D.L. Morton// Ann. Surg. - 1994. -V. 220. - P. 391.

54. Farrokhnia, M. Fabrication and evaluation of nanocomposite membranes of polyethersulfone/a-alumina for hydrogen separation/ M. Farrokhnia, M. Rashidzadehm, A. Safekordi, G. Khanbabaei// Iran. Polym. J. - 2015. - V. 24. - I. 3. - P. 171-183.

55. Laviron, E. A critical study of the factors causing the appearance of Brdicka's adsorption currents. Influence of the interactions between the adsorbed molecules/ E. Laviron// J. Electroanal. Chem. - 1975. - V. 63. - I. 3. - P. 245 - 261.

56. Shayeh, J.S. Continuous fast Fourier transform admittance voltammetry as a new approach for studying the change in morphology of polyaniline for supercapacitors application/ J. S. Shayeh, P. Norouzi, M.R. Ganjali, M. Wojdyla, K. Fic, E. Frackowiak/ RSC Adv. - 2015. - V.5. - P. 84076.

57. Bohari, N.A. Electrochemical Behaviour of Real-Time Sensor for Determination Mercury in Cosmetic Products Based on PANI/MWCNTs/AuNPs/ITO/ N.A. Bohari, S. Siddiquee, S. Saallah, M. Misson, S.E. Arshad// Cosmetics. - 2021. - V. 8. - I.1. - P. 17.

58. Goida, A. Electrochemical Sensing of Idarubicin—DNA Interaction Using Electropolymerized Azure B and Methylene Blue Mediation/ A. Goida, Y. Kuzin, V. Evtugyn, A. Porfireva, G. Evtugyn, T. Hianik// Chemosensors. - 2022. - V. 10. - I. 1. -P. 33.

59. Joohyung, P. Ultrasensitive Detection of 25-hydroxy Vitamin D3 in Real Saliva Using Sandwich-type Electrochemical Aptasensor/ P. Joohyung, K. Minwoo, K. Woochang, J. Seongjae, K. Woong, K. Chihyun, P. Hyunjun, L. Wonseok, P. Jinsung// Sens. Actuator. B-Chem. - 2021. - V. 355. - P. 131239.

60. Erdem, A. Novel hybridization indicator methylene blue for the electrochemical detection of short DNA sequences related to the hepatitis B virus/ A. Erdem, K. Kerman, B. Meric, U.S. Akarca, M. Ozsoz// Anal. Chim. Acta. - 2000. - V. 422. - I. 2. - P. 139-149.

61. Вардеванян, П.О. Механизмы связывания метиленового синего с ДНК/ П.О. Вардеванян, А.П. Антонян, М.А. Парсаданян, М.А. Шагинян, Л.А. Амбарцумян// Ж. Прикл. Спектр. - 2013. - Т. 80. - Н. 4. - С. 610-614.

62. Tang, C. Methylene blue intercalated aptamer to amplify signals toward sensitively electrochemical detection of dopamine released from living Parkinson's disease model cells/ C. Tang, Z. Zou, T. Liang, C. Yuan, J. Gao, K. Tang, C. Ming Li C// Sens. Act. Rep. - 2022. - V. 4. - P. 100080.

63. Silber, A. Poly(methylene blue)-modified thick-film gold electrodes for the electrocatalytic oxidation of NADH and their application in glucose biosensors/ A. Silber, N. Hampp, W. Schuhmann/ Biosens. Bioelectron. - 1996. - V. 11. - P. 215-223.

64. Karyakin, A.A. Electropolymerization of phenothiazine, phenoxazine and phenazine derivatives: Characterization of the polymers by UV-visible difference spectroelectrochemistry and Fourier transform IR spectroscopy/ D. D.Schlereth, A. A.Karyakin// J. Electroanal. Chem. - 1995. - V. 395. - I. 1-2. - P. 221-232.

65. Bauldreay, J.M. Dye-modified electrodes for photogalvanic cells/ J.M. Bauldreay, M.D. Archer// Electrochim. Acta - 1983. - V. 28. - I. 28. - P. 1515 - 1522.

66. Creager, S.E. Linear sweep voltammetry of adsorbed neutral red/ S.E. Creager, G.T. Marks, D.A. Aikens, H.H. Richtol// J. Electroanal. Chem. - 1983. - V. 152. - I. 1-2. - P. 197 - 209.

67. Willman, K.W. Viologen homopolymer, polymer mixture and polymer bilayer films on electrodes. Electropolymerization, electrolysis, spectroelectrochemistry, trace analysis and photoreduction/ K.W. Willman, R. W. Murray// J. Electroanal. Chem. -1982. - V. 133. - I. 2. - P. 211-231.

68. Kertersz, V. Monitoring of formation and redox transformations of poly(Methylene blue) films using an electrochemical quartz crystal microbalance/ V. Kertesz, J. Bacskai, G. Inzelt// Electrochim. Acta - 1996. - V. 41. - I. 18. - P. 28772881.

69. Liu, J. Electrochemical polymerization of methylene blue and properties of polymethylene blue/ J. Liu, S. Mu// Synth. Met. - 1999. - V. 107. - P. 159-165.

70. Kertersz, V. Electropolymerization of Methylene Blue Investigated Using OnLine Electrochemistry-Electrospray Mass Spectrometry/ V. Kertesz, G.J. Berkel// Electroanalysis. - 2001. - V. 13. - I. 13. - P. 1425-1430.

71. Pandey, I. Electrochemically grown polymethylene blue nanofilm on copper-carbon nanofiber nanocomposite: An electrochemical sensor for creatinine/I. Pandey, P.K. Bairagi, N. Verma// Sens. Actuator B-Chem. - 2018. - V. 277. - P. 562-570.

72. 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.

73. Farrokhia, M. Fabrication and evaluation of nanocomposite membranes of polyethersulfone/a-alumina for hydrogen separation/ M. Farrokhnia, M. Rashidzadeh, A. Safekordi, G. Khanbabaei// Iran. Polym. J. - 2015. - V. 24. - P.171-183.

74. Ajami, N. Electrochemical properties, optical modeling and electrocatalytic activity of pulse-electropolymerized ternary nanocomposite of poly(methylene blue) in aqueous solution/ N. Ajami, A. Ehsani, F. Babaei, R. Safari// J. Mol. Liq. - 2016. - V. 215. - P. 24-30.

75. Yuhua, W.S. Poly(methylene blue) functionalized graphene modified carbon ionic liquid electrode for the electrochemical detection of dopamine/ W. S. Yuhua, W. Yuanyuan, Z. Xiaomei, J. Guangjiu, L. Z. Sun// Anal. Chim. Acta. - V. 751. - P. 59-65.

76. Torstensson, A. Catalytic oxidation of NADH by surface-modified graphite electrodes/ A. Torstensson, L. Gorton// J. Electroanal. Chem. - 1981. - V. 130. - I. C. -P. 199-207.

77. Wei, A. One-step electrochemical synthesis of a graphene-ZnO hybrid for improved photocatalytic activity/ A.Wei, L. Xiong, L. Sun, Y. Liu, W. Li, W. Lai, X. Liu, L. Wang, W. Huang// Mater. Res. Bull. - 2013. - V. 48. - I. 8. - P. 2855-2860.

78. Wang, D. Preparation, characterization, and electrocatalytic performance of graphene-methylene blue thin films/ D. Wang, Y.G. Li, P. Hasin, Y.Y. Wu// Nano Research. - 2011. - V. 4. - I. 1. - P. 124-130.

79. Manasa, G. Facile preparation of poly(methylene blue) modified carbon paste electrode for the detection and quantification of catechin/ G. Manasa, R. J. Mascarenhas, A. K. Satpati, O. J. D'Souza, A. Dhason// Mater. Sci. Eng. C. Mater. Biol. Appl. - 2017. - V. 73. - P. 552-561.

80. Prado, N.S. Graphite sheets modified with poly(methylene blue) films: A cost-effective approach for the electrochemical sensing of the antibiotic nitrofurantoin/ N. S.

Prado, L. A. J. Silva, R. M. Takeuchi, E. M. Richter, A. L. dos Santos, E. H. L. Falcao// Microchem.l J. - 2022. - V. 177. - P. 107289.

81. Hosu, O. Hybrid Nanocomposite Platform, Based on Carbon Nanotubes and Poly(Methylene Blue) Redox Polymer Synthesized in Ethaline Deep Eutectic Solvent for Electrochemical Determination of 5-Aminosalicylic Acid/ O. Hosu, M. M. Barsan, R. Sandulescu, C. Cristea, C. M.A. Brett// Sensors. - 2020. - V. 20. - P. 1161.

82. Marinho, M.I.C. Is the poly (methylene blue)-modified glassy carbon electrode an adequate electrode for the simple detection of thiols and amino acid-based molecules?/ M. I. C. Marinho, M. F. Cabral, L. H. Mazo// J. Electroanal. Chem. - 2012. - V. 685. - P. 8-14.

83. Liu, G. Simultaneous Determination of Uric Acid and Xanthine Using a Poly(Methylene Blue) and Electrochemically Reduced Graphene Oxide Composite Film Modified Electrode/ G. Liu, W. Ma, Y. Luo, D. Sun, S. Shao// J. Anal. Methods Chem. -2014. - V. 2014. - P. 984314.

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

85. Ensafi, A.A. Detection of DNA damage induced by chromium/glutathione/H2O2 system at MWCNTs-poly(diallyldimethylammonium chloride) modified pencil graphite electrode using methylene blue as an electroactive probe/ A.A. Ensafi, M. Amini, B. Rezaei// Sens. Actuator B-Chem. - 2013. - V. 177. -P. 862-870.

86. Lin, X. An electrochemical DNA-sensor developed with the use of methylene blue as a redox indicator for the detection of DNA damage induced by endocrine-disrupting compounds/ X. Lin, Y. Ni, S. Kokot// Anal. Chim. Acta. - 2015. - V. 867. - P. 29-37.

87. Feng, H. A Direct Electrochemical Biosensing Platform Constructed by Incorporating Carbon Nanotubes and Gold Nanoparticles onto Redox Poly(thionine) Film/ H. Feng, H. Wang, Y. Zhang, B. Yan, G. Shen, R. Yu// Anal. Sci. - 2007. - V. 23. - P. 235-239.

88. Singh, P. H2O2 sensing through electrochemically deposited thionine coated ITO thin film/ P. Singh, S. Srivastava, S.K. Singh// Cell. Mol. Biol. - 2017. - V. 63. - I. 6. - P. 56-59.

89. Wang, F. A new amperometric biosensor for hydrogen peroxide determination based on HRP-nanogold-PTH-nanogold-modified carbon paste electrodes/ F. Wang, R. Yuan, Y. Chai// Eur. Food Res. Technol. - 2007. - V. 225. - I. 1. - P. 95-104.

90. Gorton, L. NAD(P)-based biosensors/ P.N. Bartlett, L. Gorton// Bioelectrochem. Fund. Exp. Techn. Appl. - 2008. - P. 157-198.

91. Radoi, A. Recent advances in NADH electrochemical sensing design/ A. Radoi, D. Compagnone// Bioelectrochem. - 2009. - V. 76. - P. 126-134.

92. Du, P. Single-walled carbon nanotubes functionalized with poly(Nile blue A) and their application to dehydrogenase-based biosensors/ P. Du, S. Liu, P. Wu, C. Cai// Electrochim. Acta - 2007. - V. 53. - P. 1811-1823.

93. Yang, D.-W. Poly(brilliant cresyl blue)-carbon nanotube modified electrodes for determination of NADH and fabrication of ethanol dehydrogenase-based biosensor/ D.-W. Yang, H.-H. Liu// Biosens. Bioelectron. - 2009. - V. 25. - P. 733-738.

94. Saleh, F. S. Poly(phenosafranin)- functionalized single-walled carbon nanotube as nanocomposite electrocatalysts: Fabrication and electrocatalysis for NADH oxidation/ F. S. Saleh, T. Okajima, F. Kitamura, L. Mao, T. Ohsaka// Electrochim. Acta. - 2011. - V. 56. - P. 4916-4923.

95. Barsan, M.M. Electrosynthesis and electrochemical characterisation of phenazine polymers for application in biosensors/ M.M. Barsan, E.M. Pinto, C.M.A. Brett// Electrochim. Acta - 2008. - V. 53. - I. 11. - P. 3973-3982.

96. Yang, R. A H2O2 biosensor based on immobilization of horseradish peroxidase in electropolymerized methylene green film on GCE/ R. Yang, C. Ruan, J. Deng// J. Appl. Electrochem. - 1998. - V. 28. - I. 11. - P. 1269-1275.

97. Karyakin, A.A. Electroreduction of NAD+ to enzymatically active NADH at poly(neutral red) modified electrodes/ A.A. Karyakin, O.A. Bobrova, E.E. Karyakina// J. Electroanal. Chem. - 1995. - V. 399. - I. 1-2. - P. 179-184.

98. Atamna, H. Methylene blue delays cellular senescence and enhances key mitochondrial biochemical pathways/ H. Atamna, A. Nguyen, C. Schultz, K. Boyle, J. Newberry, H. Kato, B.N. Ames// FASEB J. - 2008. - V. 22. - I. 3. - P. 703-712.

99. Er5ankci, E. Amperometric Quantification of NADH Based on Graphene/Methylene Blue Nanocomposite Thin Films on Au(111)/ E. Er5ankci, O. Bayindir, M. Alanyalioglu// Polym. Composite. - 2017. - V. 38. - P. E118-E127.

100. Huang, X. A sensitive H2O2 biosensor based on carbon nanotubes/tetrathiafulvalene and its application in detecting NADH/ X. Huang, J. Zhang, L. Zhang, H. Su, X. Liu, J. Liu// Anal. Biochem. - 2020. - V. 589. - I. 15. - P. 113493.

101. Dave, U.C. Multiwalled carbonnanotubes enhance the response and sensitivity of the ammonium biosensor based on alanine dehydrogenase/ U.C. Dave, D.V. Ingale, K. Venkatesh, V.K. Bayineni, R. Kadeppagari// J. Electroanal. Chem. - 2017. -V. 784. - P. 102-108.

102. Piano, M. A flow injection system, comprising a biosensor based on a screen-printed carbon electrode containing Meldola's Blue-Reinecke salt coated with glucose dehydrogenase, for the measurement of glucose/ M. Piano, S. Serban, N. Biddle, R. Pittson, G.A. Drago, J.P. Hart// Anal. Biochem. - 2010. - V. 396. - I. 2. - P. 269-274.

103. Vulcu, A. Modified gold electrodes based on thiocytosine/guanine-gold nanoparticles for uric and ascorbic acid determination/ A. Vulcu, C. Grosan, L.M. Muresan, S. Pruneanu, L. Olenic// Electrochim. Acta - 2013. - V. 88. - I. 15. - P. 839346.

104. Ghica, M.E. Poly(brilliant green) and poly(thionine) modified carbon nanotube coated carbon film electrodes for glucose and uric acid biosensors/ M.E. Ghica, C.M.A. Brett// Talanta. - 2014. - V. 130. - P. 198-206.

105. Yu, R. High-performance amperometric sensor using catalytic platinum nanoparticles-thionine-multiwalled carbon nanotubes nanocomposite/ R. Yu, L. Wang, Q. Xie, S. Yao// Electroanalysis. - 2010. - V. 22. - P. 2856-2861.

106. Chen, D. Low-potential detection of endogenous and physiological uric acid at uricase-thionine-single-walled carbon nanotube modified electrodes/ D. Chen, Q. Wang, J. Jin, P. Wu, H. Wang, S. Yu, H. Zhang, C. Cai// Anal. Chem. - 2010. - V. 82. -P. 2448-2455.

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

108. Xiao, X. An reagentless glucose biosensor based on direct electrochemistry of glucose oxidase immobilised on poly(methylene blue) doped silica nanocomposites/ X. Xiao, B. Zhou, L. Zhu, L. Xu, L. Tan, H. Tang, Y. Zhang, Q. Xie, S. Yao// Sens. Actuator B-Chem. - 2012. - V. 165. - P. 126-132.

109. Ghica, M.E. Application of functionalised carbon nanotubes immobilised into chitosan films in amperometric enzyme biosensors/ M.E. Ghica, R. Pauliukaite, O. Fatibello-Filho, C.M.A. Brett// Sens. Actuator B-Chem. - 2009. - V. 142. - P. 308-315.

110. Ghica, M.E. The influence of carbon nanotubes and polyazine redox mediators on the performance of amperometric enzyme biosensors/ M.E. Ghica, C.M.A. Brett// Microchim. Acta. - 2010. - V. 170. - P. 257-265.

111. Barsan, M.M. Carbon nanotube modified carbon cloth electrodes: characterisation and application as biosensors/ M.M. Barsan, R.C. Carvalho, Y. Zhong, X. Sun, C.M.A. Brett// Electrochim. Acta. - 2012. - V. 85. - P. 203-209.

112. Unnikrishnan, B. A simple electrochemical approach to fabricate a glucose biosensor based on graphene-glucose oxidase biocomposite/ B. Unnikrishnan, S. Palanisamy, S.-M. Chen// Biosens. Bioelectron. - 2013. - V. 39. - P. 70-75.

113. Scognamiglio, V. Nanotechnology in glucose monitoring: advances and challenges in the last 10 years/ V. Scognamiglio// Biosens. Bioelectron. - 2013. - V. 47.

- P.12-25.

114. Rawal, R. Construction of amperometric uric acid biosensor based on uricase immobilized on PBNPs/cMWCNT/PANI/Au composite/ R. Rawal, S. Chawla, N. Chauhan, T. Dahyia, C.S. Pundir// Int. J. Biol. Macromol. - 2012. - V. 50. - P. 112-118.

115. Chauhan, C. An amperometric uric acid biosensor based on multiwalled carbon nanotube-gold nanoparticle composite/ C. Chauhan, C.S. Pundir// Anal. Biochem.

- 2011. - V. 413. P. 97-103.

116. Wang. Y. Novel uric acid sensor based on enzyme electrode modified by ZnO nanoparticles and multiwalled carbon nanotubes/ Y. Wang, L. Yu, Z. Zhu, J. Zhang, J. Zhu// Anal. Lett. - 2009. - V. 42. - P. 775-789.

117. Dalkiran, B. Electrochemical synthesis and characterization of poly(thionine)-deep eutectic solvent/carbon nanotube-modified electrodes and application to electrochemical sensing/ B. Dalkiran, I.P.G. Fernandes, M David, C.M.A. Brett// Microchim. Acta. - 2020. - V. 187. - P. 11.

118. Tang, W. Glucose Biosensor Based on a Glassy Carbon Electrode Modified with Polythionine and Multiwalled Carbon Nanotubes/ W. Tang, L. Lu, L. Wu, J. Gong, X. Zeng// PLoS ONE. - 2014. - V. 9. - I. 5. - P. e95030.

119. Si, P. Hierarchically structured one dimensional TiO2 for protein immobilization,direct electrochemistry, and mediator-free glucose sensing/ P. Si, S.J. Ding, J. Juan, X.W. Lou, D.H. Kim// ACS Nano. - 2011. - V. 5. - P. 7617-7626.

120. Li, X.Q. Amperometric Glucose Biosensor Based on Single-Walled Carbon Nanohorns/ X.Q. Liu, L.H. Shi, W.X. Niu, H.J. Li, G.B. Xu// Biosens. Bioelectron. -2008. - V. 23. - P. 1887-1890.

121. Nenkova, R. New amperometric glucose biosensor based on cross-linking of glucose oxidase on silica gel/multiwalled carbon nanotubes/polyacrylonitrile nanocomposite film/ R. Nenkova, D. Ivanova, J. Vladimirova, T. Godjevargova// Sens. Actuator B-Chem. - 2010. - V. 148. - P. 59-65.

122. German, N. Glucose biosensor based on graphite electrodes modified with glucose oxidase and colloidal gold nanoparticles/ N. German, J. Voronovic, A. Ramanavicius/ Microchim. Acta. - 2010. - V. 168. - P. 221-229.

123. Guo, C.X. Direct Electron Transfer of Glucose Oxidase and Biosensing of Glucose on Hollow Sphere-Nanostructured Conducting Polymer/ C.X. Guo, C.M. Li/ Phys. Chem. Chem. Phys. - 2010. - V. 12. - P. 12153-12159.

124. Chen, W. Recent advances in electrochemical sensing for hydrogen peroxide: a review/ W. Chen, S. Cai, Q. Q. Ren, W. Wen, Y. D. Zhao// Analyst. - 2012. - V. 137. -P. 49-58.

125. Dempsey, E. Development of a biosensor for endocrine disrupting compounds based on tyrosinase entrapped within a poly(thionine) film/ E. Dempsey, D. Diamond, A. Collier// Biosens. Bioelectron. - 2004. - V. 20. - I. 2. - P. 367-377.

126. Vedrine, C. Amperometric tyrosinase based biosensor using an electrogenerated polythiophene film as an entrapment support/ C. Vedrine, S. Fabriano, C. Tran-Minh// Talanta. - 2003. - V. 59. - P. 535-544.

127. Стойков, Д. И. Электрохимические ДНК-сенсоры на основе элекгрополимеризованных тионина и азура Б с добавлением пиллар[5]арена как медиатора электронного переноса/ Д. И. Стойков, А. В. Порфирьева, Д. Н. Шурпик, И. И. Стойков, Г. А. Евтюгин// Изв. АН. Сер. хим. - 2019, №2. - С. 431-437.

128. Стойков, Д.И. Электрохимические ДНК-сенсоры на основе поли(тионина) и поли(Азура Б) / Д.И. Стойков // Международная научная конференция студентов, аспирантов и молодых учёных «Ломоносов-2019», секция «Химия»: тезисы докладов. - Москва. - 2019.- С. 88.

129. Стойков, Д.И. Электрохимический ДНК-сенсор на основе гибридного покрытия поли(тионин)/поли(метиленовый синий) для регистрации цитостатических препаратов / Д.И. Стойков, Г.А. Евтюгин // X Юбилейная всероссийская конференция по электрохимическим методам анализа «ЭМА-2020»: тезисы докладов. - Казань. - 2020.- С. 128.

130. Giarola, J.F. Development and application of a voltammetric biosensor based on polypyrrole/uricase/graphene for uric acid determination/ J.F. Giarola, V. Mano, C. Pereira// Electroanalysis. - 2018. - V. 30, № 1. - P. 119-127.

131. Bhushan, P. Biosensor for monitoring uric acid in wound and its proximity: A potential wound diagnostic tool/ P.Y. Bhushan, S.R. Umasankar, P.A. Choudhury, F.E. Hirt, L.J. Mac Quhaec, H.A. Borda, R.S. Lev-Tov, R. S. Kirsner, S. Bansali// J. Electrochem. Soc. - 2019. - V. 166, № 10. - P. B830-836.

132. Omar, M.N. Electrochemical detection of uric acid via uricase-immobilized graphene oxide/ M.N. Omar, A.B. Salleh, H.N. Lim, A.A. Tajudin// Anal. Biochem. -2016. - V. 509. - P. 135-141.

133. Jain, S. An electrochemical biosensor based on novel butylamine capped CZTS nanoparticles immobilized by uricase for uric acid detection/ S.S. Jain, S. Verma, S.P. Singh, S.N. Sharma// Biosens. Bioelectron. - V. 127. - P. 135-141.

134. Ahmad, R. Solution process synthesis of high aspect ratio ZnO nanorods on electrode surface for sensitive electrochemical detection of uric acid/ R.N. Ahmad, N. Tripathy, M.-S. Ahn, Y.-B. Hahn// Sci. Rep. - 2017. - V. 7. - P. 46475.

135. Verma, S. Uricase grafted nanoconducting matrix based electrochemical biosensor for ultrafast uric acid detection in human serum samples/ S. Verma, J. Choudhary, K.P. Singh, P. Chandra, S.P. Singh// Int. J. Biol. Macromol. - 2019. - V. 130. - P. 333-341.

136. Rahimi-Mohseni, M. Development of a new paper based nano-biosensor using the co-catalytic effect of tyrosinase from banana peel tissue (Musa Cavendish) and functionalized silica nanoparticles for voltammetric determination of l-tyrosine/ M.

Rahimi-Mohseni, J.B. Raoof, R. Ojani, T.A. Aghajanzadeh, A.B. Hashkavayi// Int. J. Biol. Macromol. - V. 113. - P. 648-654.

137. Kanchana, P. Development of amperometric L-tyrosine sensor based on Fe-doped hydroxyapatite nanoparticles/ P. Kanchana, N. Lavanya, C. Sekar// Mater. Sci. Eng. C Mater. Biol. Appl. - 2014. - V. 35. - P. 85-91.

138. Apetrei, I.M. Development of a novel biosensor based on tyrosinase/platinum nanoparticles/chitosan/graphene nanostructured layer with applicability in bioanalysis/ I.M. Apetrei, C. Apetrei// Materials. - 2019. - V. 12, № 7. - P. 1009.

139. Phelane, L. Electrochemical determination of tyrosine using a novel tyrosinase multi-walled carbon nanotube (MWCNT) polysulfone modified glassy carbon electrode (GCE)/ L. Phelane, C. Gouveia-Caridade, M. M. Barsan, P. G. L. Baker, C. M. A. Brett, E. I. Iwuoha// Anal. Lett. - V. 53, № 2. - P. 308-321.

140. Turan, J. Development of an amperometric biosensor based on a novel conducting copolymer for detection of anti-dementia drugs/ J. Turan, M. Kesik, S. Soylemez, S. Goker, M. Kolb, M. Bahadir, L. Toppare// J. Electroanal. Chem. - 2014. -V. 735. - P. 43-50.

141. Vandeput, M. Flow-through enzyme immobilized amperometric detector for the rapid screening of acetylcholinesterase inhibitors by flow injection analysis/ M. Vandeput, C. Parsajoo, J. Vanheuverzwijn, S. Patris, Y. Yardim, A. le Jeune, A. Sarakbi, D. Mertens, J.-M. Kauffmann// J. Pharmaceut. Biomed. - 2015. - V. 102. -P. 267-275.

142. Davletshina, R. Electrochemical biosensor based on polyelectrolyte complexes for the determination of reversible inhibitors of acetylcholinesterase/ R. Davletshina, A. Ivanov, I. Sharafieva, G. Evtugyn // Talanta. - 2019. - V.194. - P. 723730.

143. Kuznetsova, L. P. Inhibition of human blood acetylcholinesterase and butyrylcholinesterase by some alkaloids/ L. P. Kuznetsova, E. B. Nikol'skaya, E. E. Sochilina, M. D. Faddeeva// J. Evol. Biochem. Phys. - 2002. - V. 38, № 1. - P. 35-39..

144. Zhu, F. Berberine chloride can ameliorate the spatial memory impairment and increase the expression of interleukin-1beta and inducible nitric oxide synthase in the rat model of Alzheimer's disease/ F. Zhu, C. Qian// BMC Neurosci. - 2006. - V. 7, № 1. - P. 1-9.

145. Shamagsumova, R.V. Electrochemical Acetylcholinesterase Biosensor Based on Polylactide-Nanosilver Composite for the Determination of Anti-dementia Drugs/ R.V. Shamagsumova, O.Yu. Efimova, V. V. Gorbatchuk, V. G. Evtugyn, I. I. Stoikov, G.A. Evtugyn// Anal. Lett. - 2019. - V. 52, № 10. - P. 1558-1578.

146. Wang, O. Online screening of acetylcholinesterase inhibitors in natural products using monolith-based immobilized capillary enzyme reactors combined with liquid chromatography-mass spectrometry/ L.Wang, Y. Zhao, Y. Zhang, T. Zhang, J. Kool, G. W. Somsen, Q. Wang, and Z. Jiang// J. Chromatogr. A. - 2018. - V. 1563. - P. 135.

147. Zhai, C. Acetylcholinesterase biosensor based on chitosan/prussian blue/multiwall carbon nanotubes/hollow gold nanospheres nanocomposite film by one-stepelectrodeposition/ C. Zhai, X. Sun, W. Zhao, Z. Gong, X. Wang// Biosens. Bioelectron. - 2013. - V. 42. - P. 124-130.

148. Dutta, R.R. Amperometric biosensing of organophosphate and organocarbamate pesticides utilizing polypyrrole entrapped acetylcholinesterase electrode/ R.R. Dutta, P. Puzari// Biosens. Bioelectron. - 2014. - V. 52. - P. 166-172.

149. Jeyapragasam, T. Electrochemical biosensing of carbofuran based on acetylcholinesterase immobilized onto iron oxide-chitosan nanocomposite/ T. Jeyapragasam, R. Saraswathi// Sens. Actuators B. - 2014. - V. 191. - P. 681.

150. Стойков, Д.И. Определение мочевой кислоты в проточной электрохимической ячейке, изготовленной с помощью 3D-печати/ Д.И. Стойков // Международная научная конференция студентов, аспирантов и молодых учёных «Ломоносов-2021», секция «Химия» : тезисы докладов. - Москва. - 2021.- С. 87.

151. Стойков, Д.И. Печатная электрохимическая ячейка со сменным реактором для проточного анализа метаболитов/ Д.И. Стойков, Г.А. Евтюгин// XI Всероссийская Научная конференция и школа «Аналитика Сибири и Дальнего Востока»: тезисы докладов. - Новосибирск. - 2021. - С. 153.

152. Стойков, Д.И. 3D-Печатная электрохимическая ячейка со сменным реактором для проточного анализа ингибиторов ацетилхолинэстеразы / Д.И. Стойков, И.З. Шафигуллина, Г.А. Евтюгин // Международная конференция «Современные синтетические методологии для создания лекарственных

препаратов и функциональных материалов»: тезисы докладов. - Екатеринбург. -

2021. - С. 71.

153. Stoikov, D. Flow-Through Electrochemical Biosensor with a Replaceable Enzyme Reactor and Screen-Printed Electrode for the Determination of Uric Acid and Tyrosine/ D. Stoikov, A. Ivanov, D. Shurpik, I. Stoikov, G. Evtugyn// Anal. Lett. - 2022. - V. 55, № 8. - P. 1281-1295.

154. Ivanov, A. Flow-Through Acetylcholinesterase Sensor with Replaceable Enzyme Reactor/ A. Ivanov, D. Stoikov, I. Shafigullina, D. Shurpik, I. Stoikov, G. Evtugyn// Biosensors. - 2022. - V. 12. - I. 9. - P. 676.

155. Стойков, Д.И. Анализ медицинских препаратов и пестицидов, ингибирующих ацетилхолинэстеразу, при помощи 3D-печатной проточной электрохимической ячейки с модифицируемым реактором / Д.И. Стойков, И.З. Шафигуллина, Ю.И. Кузин, Г.А. Евтюгин // Тезисы докладов, представленных на IV Съезде аналитиков России. 26-30 сентября 2022 г. - М.: ОНТИ ГЕОХИ РАН, -

2022.- С. 322.