Физико-химические процессы адсорбции при ионном наслаивании полиэлектролитов на углеродных поверхностях тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, кандидат наук Балдина Анна Андреевна

• Балдина Анна Андреевна
• кандидат наук
• 2023

Оглавление диссертации кандидат наук Балдина Анна Андреевна

Оглавление

Реферат

Synopsis

Введение

ГЛАВА 1. Обзор литературы

1.1 Ионное наслаивание полиэлектролитов

1.1.1 Полиэлектролиты

1.1.2 Стратегии иммобилизации

1.2 Послойный метод изготовления полиэлектролитных структур

1.2.1 Углеродные материалы как основа для ионного наслаивания полиэлектролитов

1.2.2 Подбор условий осаждения полиэлектролитных структур на подложки из углеродных материалов

1.2.3 Основные механизмы электростатической послойной сборки

1.2.4 Адсорбция полиэлектролитов на твердой поверхности

1.2.5 Полиэлектролитная многослойность

1.3 Методы характеризации полиэлектролитной сборки

1.3.1 Метод пьезоэлектрического микровзвешивания

1.3.2 Электрохимические методы изучения физико-химических процессов адсорбции в приэлектродной области

1.4 Ионоселективные электроды (ИСЭ)

1.4.1 Рабочий механизм ИСЭ

1.4.2 Типы преобразователей и механизмы преобразования в ИСЭ

1.5 Полиэлектролитно-белковые структуры в биосенсорах

1.5.1 Типы биосенсоров в зависимости от интегрированного биологического компонента

1.5.2 Принципы детекции в иммуносенсорах

1.5.3 Электрохимическое определение белков

1.5.4 Подбор условий послойной сборки полиэлектролитных структур с белковыми молекулами

1.5.5 Внутренние и внешние параметры: влияние на рост многослойных пленок c белками

1.5.6 Контроль адсорбции белка при ионном наслаивании полиэлектролитов

1.5.7 Образование иммунокомплекса в полиэлектролитных слоях

1.5.8 Макромолекулярный краудинг полиэлектролитных структур для улучшения эффективности биосенсоров

ГЛАВА 2. Объекты и методы исследования

2.1 Изготовление ИСЭ на углеродной клейкой ленте и проведение измерений

2.1.1 Реагенты и материалы

2.1.2 Изготовление ИСЭ

2.1.3 Изготовление ионоселективной мембраны

2.1.4 Выращивание культуры E. coli на ИСЭ

2.1.5 Характеризация ИСЭ

2.2 Изготовление сенсоров для анализа цинка на углеродном волокне и проведение измерений

2.2.1 Реагенты и материалы

2.2.2 Модификация углеродного волокна

2.2.3 Характеризация модифицированного углеродного волокна

2.2.4 Электрохимический анализ цинка

2.3 Изготовление иммуносенсоров на углеродном печатном электроде и проведение измерений

2.3.1 Реактивы и материалы

2.3.2 Модификация поверхности углеродного печатного электрода, используемого для анализа вируса клещевого энцефалита

2.3.3 Модификация поверхности углеродного печатного электрода, используемого для анализа бактерии золотистого стафилококка

2.3.4 Контроль образования специфических иммунных комплексов методом пьезоэлектрического микровзвешивания

2.3.5 Изучение влияния количества адсорбированных белков на электрохимический сигнал

2.3.6 Изучение морфологии модифицированного углеродного печатного электрода

2.3.7 Определение вирусов электрохимическими иммуносенсорами

2.3.8 Определение бактерий электрохимическими иммуносенсорами

2.4 Изготовление ферментных биосенсоров и проведение измерений

2.4.1 Реактивы и материалы

2.4.2 Характеризация биосенсоров на основе углеродного волокна

2.4.3 Изготовление ферментных биосенсоров на основе уриказы

2.4.4 Изучение аналитических характеристик биосенсоров и межмолекулярных взаимодействий

ГЛАВА 3. Исследование физико-химических характеристик ионоселективных электродов на основе углеродной клейкой ленты, модифицированной полиэлектролитами

3.1 Обработка поверхности углеродной клейкой ленты липидными и полиэлектролитными структурами

3.2 Псевдожидкостный переход в ИСЭ для проведения потенциометрических измерений ионов электролитов

3.3 Изучение осцилляций ионов в бактериальной биопленке

3.4 Выводы к главе

ГЛАВА 4. Исследование физико-химических характеристик электродов на основе углеродного волокна при ионном наслаивании полиэлектролитов для анализа ионов цинка

4.1 Устойчивость осаждения металлов из растворов

4.2 Изучение процессов адсорбции полиэлектролитов и ^2+ на углеродном волокне

4.3 Электрохимическое поведение бислоев полиэлектролит-Б£2+, нанесенных на углеродное волокно

4.4 Сенсорный интерфейс на основе полиэлектролитов для анализа ионов цинка в биологических жидкостях

4.5 Выводы к главе

ГЛАВА 5. Исследование физико-химических характеристик иммуносенсоров на основе углеродных печатных электродов, модифицированных полиэлектролитно -белковой матрицей

5.1 Подбор архитектуры слоев полиэлектролитной матрицы для эффективной адсорбции иммунокомплекса

5.2 Изучение аналитических характеристик иммуносенсоров на примере определения вируса клещевого энцефалита

5.3 Влияние полиэлектролитных структур на специфичность и стабильность иммуносенсоров

5.4 Изучение морфологии и выявление условий полиэлектролитной сборки на чувствительность и селективность иммуносенсоров

5.5 Окислительно-восстановительный медиатор электронного переноса в конструкции иммуносенсоров

5.6 Влияние условий анализа на аналитические характеристики иммуносенсора на примере определения бактерии золотистого стафилококка

5.7 Изучение межмолекулярных взаимодействий полиэлектролит-белок

5.8 Выводы к главе

ГЛАВА 6. Макромолекулярный краудинг полиэлектролитных структур для улучшения эффективности биосенсоров

6.1 Влияние полиэлектролитов различной структуры на сорбционные процессы и ферментативную активность биосенсора на мочевую кислоту

6.2 Анализ содержания мочевой кислоты в биологических жидкостях

6.3 Выводы к главе

Заключение

Список сокращений и условных обозначений

Список литературы

Приложение А - основные публикации по теме диссертации

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Физико-химические процессы адсорбции при ионном наслаивании полиэлектролитов на углеродных поверхностях»

Реферат

Актуальность работы. В последнее время актуальными теоретическими и прикладными задачами в химии является разработка физико-химических основ получения модифицированных покрытий с определенными физико-химическими свойствами. Особый интерес представляют исследования в области наноструктурирования электрохимических сенсоров на основе углеродных материалов.

Полиэлектролитные структуры, адсорбированные на полупроводниковые носители, сочетают лучшие свойства модификаторов, таких как функциональность, химическая и физическая стабильность и простота нанесения.

Относительная адаптивность полиэлектролитной сборки открывает возможности для использования обширного круга дешевых углеродных материалов подложки, в сравнении с материалами из благородных металлов.

Полиэлектролиты в основном используются в архитектуре электрохимических сенсоров для захвата (встраивания, иммобилизации) различных материалов в чувствительные слои. Эти материалы часто могут повышать чувствительность, селективность и электронную связь с подложкой электрода, а также могут обеспечивать перенос электронов между аналитом и преобразователем. Аналитические характеристики могут быть значительно улучшены за счет синергетического эффекта материалов (чувствительный материал, преобразователь и медиатор), присутствующих в этих композитах.

Физико-химические процессы, протекающие на поверхности полупроводниковых материалов при ионном наслаивании полиэлектролитов, сопровождающиеся редокс-превращениями адсорбированных веществ, кислотно-основными превращениями могут быть использованы для управления проницаемости, передачи электрического сигнала и адсорбции различных компонентов.

Физико-химические механизмы взаимодействия полиэлектролитов с биологическими компонентами являются объектом исследований на протяжении

нескольких лет. Изучение этих механизмов необходимо для понимания принципов регуляции структурно-функциональных взаимосвязей в сложных полиэлектролитно-белковых структурах, а также для создания новых гибридных систем, включающих синтетические макромолекулы и биологические компоненты. Одним из примеров таких систем являются иммобилизованные ферменты, вирусы и бактерии. Результаты исследований в этой области могут быть применены в медицине и биотехнологии.

Целью диссертационной работы является установление физико-химических закономерностей формирования многослойных полиэлектролитных покрытий и особенности введения в их состав ионофоров и таргетных молекул на поверхности углеродных материалов для создания чувствительных и селективных электрохимических сенсоров.

Для достижения данной цели в рамках диссертации были поставлены и решены следующие задачи:

1) Разработать методики к наноструктурированию поверхности углеродных материалов различной морфологии полиэлектролитными структурами как основы для формирования электрохимических сенсоров.

2) Установить закономерности формирования полиэлектролитных структур на углеродных поверхностях с варьированием природы (линейный и разветвлённый полиэлектролит), числа осаждаемых полиэлектролитных слоев (1 бислой, 2 бислоя) и изучить их влияние на адсорбцию белковых молекул (антитела, антигены, ферменты).

3) Исследовать влияние полиэлектролитной сборки и различных условий анализа на специфичность, стабильность, чувствительность, селективность химических систем.

4) Определить условия осаждения полимерных матриц и реализовать на их основе разработку электрохимических сенсоров различного типа, а именно ионоселективных электродов, иммуносенсоров и ферментных биосенсоров.

Методы исследования.

При выполнении работы использовалась современная методология изучения поведения сложных молекулярно-упорядоченных систем в водных растворах.

Для синтеза многослойных композитов использован метод полиионной сборки. При этом неорганическая и белковая составляющая была включена либо на этапе послойной сборки полиэлектролитных пленок, либо при совместном приготовлении соответствующих компонентов.

Вывод о влиянии различных компонентов системы на процессы наноструктурирования делали исходя из данных атомно-силовой микроскопии, сканирующей электронной микроскопии и энергодисперсионной рентгеновской спектроскопии.

При изучении электрохимических превращений в системе и на поверхности наноструктурированных образцов были использованы методы потенциометрии и вольтамперометрии. Динамическое поведение полиэлектролитных слоев на поверхности электродов изучали методами измерения краевого угла смачивания, атомно-силовой микроскопии, электрохимической импедансной спектроскопии и методом пьезоэлектрического микровзвешивания. В качестве референтных методов анализа использовались спектрофотометрический и масс-спектрометрический методы.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Модификация углеродной ленты полиэтиленимином (PEI) и полистиролсульфонатом натрия (PSS), приготовленными в растворах солей NaCl и KCl, приводит к получению стабильного (2% флуктуаций) и воспроизводимого (R2=0,95) сигнала потенциала, измеряемого планарным ионоселективным электродом, обеспечивающий определение ионов натрия и калия с чувствительностью близкой к теоретическому нернстовскому значению.

2. Ионное наслаивание PEI/PSS с ионами ртути на углеродное волокно позволяет проводить обратимое осаждение ионов цинка для его количественного определения методом инверсионной вольтамперометрией с низким пределом обнаружения (4,6 х 10-8 M).

3. Влияние полиэлектролитов на эффективную адсорбцию белковых молекул, таких как антигены вирусов и бактерий, и специфичных к ним антителам для образования устойчивых иммунокомплексов, приводящий к увеличению специфического сигнала обнаружения благодаря концентрированию и удерживанию белков в полиэлектролитной матрице полиэтиленимина и полистиролсульфоната.

4. Эффект повышения ферментативной активности уриказы в реакции окисления мочевой кислоты (Кт 2 мкМ) при условии введения фермента в полиэлектролитную матрицу РБ1/Р88 и РЛИ/Р88 по сравнению с ковалентно-пришитым ферментом, что улучшает чувствительность (10,6 ± 1,0 мкА/мкМ) определения мочевой кислоты.

Научная новизна диссертации отражена в следующих пунктах:

В диссертационной работе было проведено систематическое исследование и получены экспериментальные результаты по влиянию состава и условий осаждения композитных пленок, образованных полиэлектролитными структурами, белковыми молекулами и ионами, на их свойства, включая такие как: контролируемая адсорбция-десорбция, морфология, смачиваемость.

Показано, что полиэлектролитные структуры, приготовленные в растворе соли, могут выполнять роль псевдожидкостного раствора в ионоселективных электродах. Впервые представлен подход к созданию планарных ионоселективных электродов с псевдожидкостным переходом на планарной подложке, а именно на углеродной клейкой ленте. Представлен способ увеличения гидрофильности подложки за счет применения липидных структур. Еще одним преимуществом использования полиэлектролитов являлось предотвращение образования тонких слоев воды между мембраной и слоем преобразователя, которые могут вызвать нестабильность сигнала и сократить срок службы твердоконтактных электродов. Впервые изучено влияние условий синтеза ионоселективной мембраны на стабильность потенциала. Различные подходы к созданию ионоселективной

мембраны показывают, что с помощью метода полимеризации в тонком слое можно уменьшить дрейф потенциала.

Изучено влияние условий осаждения полиэлектролитов и ионов ртути на адсорбционные свойства системы. Раздельное осаждение полиэлектролитов и ионов приводило к стабилизации частотного сигнала, обусловленной отсутствием взаимодействия ионов ртути с полиэлектролитов в растворе до осаждения ионов цинка. Показано, что полиэлектролиты предотвращает адсорбцию белковых молекул из биологических жидкостей на поверхности углеродного волокна, что приводит к увеличению чувствительности и низкому пределу обнаружения 7п2+ в реальных биологических жидкостях.

Впервые изучено влияние полиэлектролитной сборки на физико-химические процессы адсорбции белковых молекул. Выявлено что полиэлектролиты эффективно улучшают чувствительность иммуносенсоров; усиливают адсорбцию первичных антител на подложке, тем самым повышая специфический сигнал обнаружения; подавляют неспецифическую адсорбцию белков, уменьшая величину шумового сигнала даже в отсутствие стадии блокировки; размещение специфических антител между слоями заряженных полиэлектролитов позволяет повысить устойчивость иммунных комплексов благодаря эффекту «краудинга», тем самым сохраняя специфический аналитический сигнал.

Впервые показан комплексный подход к универсальности и адаптивности метода ионного наслаивания полиэлектролитных структур на углеродные поверхности. Универсальность заключается в том, что метод послойной полиэлектролитной сборки на поверхности электрода может быть использован для создания сенсоров различного назначения, как для биосенсоров, так и для ионоселективных электродов, в свою очередь метод может быть адаптирован к электродным поверхностям различной морфологии.

Теоретическая значимость.

В рамках работы был предложен подход к регулированию физико-химических процессов в аналитических системах на основе полиэлектролитных структур. Функционирование указанных систем осуществляется за счет

удерживания ионов и белков в полиэлектролитных слоях, сопровождающееся изменением физико-химических свойств таких систем (адсорбционные свойства, специфичность, проницаемость, смачиваемость, гидрофильно-гидрофобные свойства, и функциональность). Установленные в работе закономерности между составом и условиями формирования композитных полиэлектролитных пленок обеспечивают возможность формирования покрытий с заданными свойствами.

Практическая значимость.

Практическая значимость настоящей диссертационной работы состоит в том, что в ней реализованы все стадии, необходимые для разработки диагностических устройств: от подбора подложки и ее модификации до создания на их основе сенсоров различного уровня сложности. Впервые проведены детальные исследования влияния полиэлектролитной сборки на аналитические характеристики сенсоров. Предложен способ повышения эффективности биосенсоров с помощью концентрирования специфического антитела в полиэлектролитных слоях. Создание псевдожидкостных растворов при помощи последовательно адсорбированных слоев полиэлектролитов, способных удерживать воду и противоионы, можно рассматривать как хорошую альтернативу полностью твердоконтактным электродам. Наличие псевдожидкостного перехода в ионоселективных электродах обеспечивает стабильность измеряемого сигнала по сравнению существующими планарными твердоконтактными электродами.

Проведенные исследования показывают универсальность и адаптивность метода ионного наслаивания полиэлектролитов открывают возможности для создания сенсоров различного назначения, как для биосенсоров, так и для ионоселективных электродов. Метод можно адаптировать к электродным поверхностям различной морфологии. Кроме того, показано, что полиэлектролиты осаждаются на многих углеродных поверхностях, что делает их идеальными для использования обширного круга дешевых углеродных материалов электродов, в сравнении с покрытиями из благородных металлов в существующих коммерческих электродах.

Достоверность полученных результатов обеспечивается использованием современных физико-химических методов исследования и современного аттестованном оборудовании, также статистической обработкой результатов. Полученные результаты анализа были сопоставимы с референтными методами. Результаты работы сравниваются и согласуются с опубликованными экспериментальными данными по теме диссертации.

Апробация результатов работы.

Основные результаты работы докладывались и обсуждались на следующих конференциях: XLVII научная и учебно-методическая конференция Университета ИТМО (Санкт-Петербург, 2018); XXV Международная научная конференция студентов, аспирантов и молодых ученых «Ломоносов-2018» (Москва, 2018);VII Всероссийский конгресс молодых ученых (Санкт-Петербург, 2018); International Student Conference «Science and Progress» (Санкт-Петербург, 2018); The 20th International Sol-Gel Conference (Санкт-Петербург, 2019); VI International Conference «Supramolecular Systems at Interfaces» (Туапсе, 2019); Международная научная конференция студентов, аспирантов и молодых учёных «Ломоносов-2020» (Москва, 2020); IX Конгресс молодых ученых (онлайн формат) (Санкт-Петербург, 2020); International Student Conference «Science and Progress» 2020 (Санкт-Петербург, 2020); X Юбилейная Всероссийская конференция по электрохимическим методам анализа «ЭМА-2020» (Казань, 2020); 50-ая Научная и учебно-методическая конференция Университета ИТМО (Санкт-Петербург, 2021); XXX Зимняя Школа по химии твердого тела (онлайн формат) (Екатеринбург, 2021); X Конгресс молодых ученых (онлайн формат) (Санкт-Петербург, 2021); International Student Conference «Science and Progress» (Санкт-Петербург, 2021); Региональная молодежная научная конференция "Будущее науки в Санкт-Петербурге" (Санкт-Петербург, 2021); XI Конгресс молодых ученых (Санкт-Петербург, 2022); IV Школа-конференция для молодых ученых «Супрамолекулярные стратегии в химии, биологии и медицине: фундаментальные проблемы и перспективы» (с международным участием) (Казань, 2022); Всероссийская конференция «Молодые профессионалы» (Санкт-Петербург,

2022); Конференции «Инфохимия: методы IT и математического моделирования в химии» (Санкт-Петербург, 2023); Международная научная конференция студентов, аспирантов и молодых учёных «Ломоносов-2023» (Москва, 2023).

Личный вклад автора.

В диссертационной работе представлены данные научных исследований, выполненных автором. Анализ литературы по соответствующей тематике, выполнение экспериментальных исследований, характеризация образцов комплексом инструментальных методов, а также систематизация и интерпретация экспериментальных данных были проведены автором. Автором подготовлены и опубликованы научные публикации. В четырех работах соискатель является первым автором. Результаты работы представлены на конференциях в виде устных и стендовых докладов.

Структура и объем диссертации.

Диссертационная работа состоит из введения, шести глав, заключения и списка используемой литературы. Главы включают в себя - литературный обзор (глава 1), описание объектов и методов исследования (глава 2) и основные результаты исследования (главы 3-6). Работа изложена на 278 страницах и включает 43 рисунка, 10 таблиц. Список литературы содержит 224 наименований.

Публикации.

Основные результаты по теме диссертации изложены в 5 публикациях в изданиях, индексируемых в базе цитирования Scopus и Web of Science.

В международных изданиях, индексируемых в базе данных Scopus и Web of Science:

1. Stekolshchikova, A.A., Radaev, A.V., Orlova, O.Y., Nikolaev, K.G., Skorb, E.V. Thin and flexible ion sensors based on polyelectrolyte multilayers assembled onto the carbon adhesive tape // ACS omega - 2019, Vol. 4, No. 13, pp. 15421-15427.

2. Nikolaev, K.G., Kalmykov, E.V., Shavronskaya, D.O., Nikitina, A.A., Stekolshchikova, A.A., Kosareva, E.A., Zenkin A.A., Pantiukhin I.S., Orlova O.Y., Skalny A.V., Skorb, E.V. ElectroSens platform with a polyelectrolyte-based carbon fiber

sensor for point-of-care analysis of Zn in blood and urine // ACS omega - 2020, Vol. 5, No. 30, pp. 18987-18994.

3. Ivanov, A.S., Nikolaev, K.G., Stekolshchikova, A.A., Tesfatsion, W.T., Yurchenko, S.O., Novoselov, K.S., Andreeva D.V., Rubtsova M.Yu., Vorovitch M.F., Ishmukhametov A.A., Egorov A.M., Skorb, E.V. Tick-borne Encephalitis electrochemical detection by multilayer perceptron on liquid-metal interface // ACS Applied Bio Materials - 2020, Vol.3, No. 11, pp. 7352-7356.

4. Baldina A.A., Nikolaev K.G., Ivanov A.S., Nikitina A.A., Rubtsova M.Y., Vorovitch M.F., Ishmukhametov A.A., Egorov A.M., Skorb E.V. Immunochemical biosensor for single virus particle detection based on molecular crowding polyelectrolyte system // Journal of Applied Polymer Science - 2022, Vol. 139, No. 4, pp. 52360.

5. Baldina, A.A., Pershina, L.V., Noskova, U.V., Nikitina, A.A., Muravev, A.A., Skorb, E.V., Nikolaev, K.G. Uricase crowding via polyelectrolyte layers coacervation for carbon fiber-based electrochemical detection of uric acid // Polymers - 2022, Vol. 14, No. 23, pp. 5145.

В сборниках трудов конгрессов и конференций:

1. Балдина А.А., Евдокимов А.А. Роль полиэлектролитов в разработке сенсорных систем//Материалы Международной научной конференции студентов, аспирантов и молодых учёных «Ломоносов - 2023», секция «Химия». - М.: Издательство «Перо», 2023. - 121 МБ. [Электронное издание]. - 2023. - С. 8.

2. Домарева Н.П., Балдина А.А., Беляев В.Е., Петрова М.С., Евдокимов А.А. Модификация поверхности графитового слоя электрода для получения эффективного биосенсора // Молодые профессионалы. Всероссийская конференция. Сборник научных трудов - 2022. - С. 58-61.

3. Балдина А.А., Евдокимов А.А., Скорб Е.В. Регулирование приэлектродных процессов путем введения в систему полиэлектролитных структур и белковых молекул // IV Школа-конференция для молодых ученых «Супрамолекулярные стратегии в химии, биологии и медицине: фундаментальные

проблемы и перспективы» (с международным участием) (Казань, 2022): тезисы докладов. - Казань: ИОФХ им. А.Е. Арбузова ФИЦ КазНЦ РАН - 2022. - С. 28.

4. Балдина А.А., Алиев Т.А., Евдокимов А.А. Regulation of near-electrode processes by inclusion polyelectrolyte structures into sensor systems // Сборник тезисов докладов конгресса молодых ученых. Электронное издание. - СПб: Университет ИТМО, - 2022.

5. Алиев Т.А., Стрижнева В.К., Балдина А.А., Тимралиева А.А., Николаев К.Г., Скорб Е.В. Электрохимическое определение содержания цинка в воде с использованием сплава Gain // Будущее науки в Санкт-Петербурге: сборник трудов Региональной молодежной научной конференции Сборник тезисов докладов конгресса молодых ученых. Электронное издание. - 2021. - С. 73-77.

6. Baldina А.А., Aliev Т.А., Nikolaev KG., Skorb E.V. Electrochemical sensor platform to detect of viruses and bacterial pathogens in biological fluids // Conference abstracts International Student Conference "Science and Progress" - SPb.: SBORKA, IET - 2021, pp. 76.

7. Стекольщикова А.А., Николаев К.Г., Скорб Е.В. Электрохимический иммуноферментный анализ вирусов и бактериальных патогенов с применение печатных электродов, модифицированных полиэлектролитными слоями // Сборник тезисов докладов конгресса молодых ученых. Электронное издание. - 2021.

8. Стекольщикова, А.А., Николаев, К.Г., Скорб, Е.В. Электрохимический иммуноферментный анализ вирусов // XXX Зимняя Школа по химии твердого тела - Екатеринбург - 2021. - С. 71-74.

9. Стекольщикова А.А., Николаев К.Г., Скорб Е.В. Электрохимическое определение вирусов с использованием screen-printed электродов, модифицированных полиэлектролитными слоями // X Юбилейная Всероссийская конференция по электрохимическим методам анализа «ЭМА-2020» [Электронный ресурс]: тезисы докладов. - Электрон. сетевые данные. - 2020. - C. 56-57.

10. Stekolshchikova А.А., Nikolaev K.G. Electrochemical Determination of Encephalitis Virus Antigen Using Polyelectrolyte-based Screen-Printed Electrode //

inference abstracts International Student Conference "Science and Progress", IET -2020, pp. 92.

11. Калмыков Е.В., Стекольщикова А.А., Николаев К.Г. Development of a miniature flexible sensor system for determining the content of sodium and potassium in model solutions // Сборник тезисов докладов конгресса молодых ученых. Электронное издание. - [2020, электронный ресурс]. - Режим доступа: свободный. - 2020.

12. Стекольщикова А.А., Николаев К.Г., Калмыков Е.В., Скорб Е.В. Хемо-и биосенсорные устройства для диагностики в режиме реального времени физиологического состояния человека // Материалы Международного молодежного научного форума «Ломоносов-2020» [Электронный ресурс], М.: МАКС Пресс, 2020. - Режим доступа: свободный. - 2020.

13. Stekolshchikova A.A., Nikolaev K.G., Skorb E.V. Hybrid sensor systems based on polyelectrolytes and semiconductor carbon material for analysis of biologically significant analytes // Book of Abstracts, IET - 2019, pp. 394.

14. Стекольщикова А.А. Гибридные сенсорные системы на основе полиэлектролитов и полупроводникового углеродного материала для анализа биологически значимых аналитов // Сборник тезисов VI Международной конференции «Супрамолекулярные системы на поверхности раздела», посвященной 150-летию открытия Д.И. Менделеевым Периодической таблицы химических элементов - 2019. - C. 47.

15. Stekolshchikova A.A. Ion-selective adhesive tape for potentiometric measurements of potassium and sodium ions in biofluids // Conference abstracts International Student Conference "Science and Progress-2018" - SPb.: SOLO, IET -2018, pp. 376.

16. Стекольщикова А.А. Ион-селективная клейкая лента для потенциометрических измерений ионов электролита в биологических жидкостях // Сборник тезисов докладов конгресса молодых ученых. Электронное издание [Электронный ресурс]. - 2018.

17. Стекольщикова А.А. Ион-селективная клейкая лента для потенциометрических измерений ионов электролита в биологических жидкостях // Материалы IX научной конференции молодых ученых "Инновации в химии: достижения и перспективы - 2018". - М.: Издательство «Перо», 2018. -[Электронное издание]. - 2018.

Заключение диссертации по теме «Другие cпециальности», Балдина Анна Андреевна

Заключение

Получение модифицированных покрытий с определенными физико-химическими свойствами является важной задачей физической химии.

С точки зрения простоты и универсальности полиионная сборка полиэлектролитов имеет наилучшие перспективы для функционализации поверхности. В работе систематизируется анализ влияния углеродной подложки различной морфологии на адсорбцию полиэлектролитов и представлен подход к ее функционализации для создания аналитических систем.

1. Модификация углеродной ленты полиэтиленимином (PEI) и полистиролсульфонатом натрия (PSS), приготовленными в растворах солей NaCl и KCl, приводит к получению стабильного (2% флуктуаций) и воспроизводимого (R2=0,95) сигнала потенциала, измеряемого планарным ионоселективным электродом. Представлен также способ увеличения гидрофильности углеродной клейкой ленты за счет применения липидного слоя, который собирается на поверхности электродов гидрофильной головой в сторону раствора, что приводит к успешной полиэлектролитной сборке. Предложенные системы продемонстрировали лучшее время отклика (8 секунд), значение чувствительности (для ионов калия: 56,3 ± 1,9 мВ/lgC, для ионов натрия: 56,2 ±1,4 мВ/lgC), по сравнению с другими планарными электродами, основанными на твердоконтактных преобразователях.

2. Высокая удельная поверхность углеродного волокна облегчает использование электрохимической ячейки небольшого объема без перемешивания за счет механизма полусферической диффузии. Модификация рабочего электрода с послойной сборкой слоев PEI, PSS и нитрата ртути обеспечивает стабильные измерения ионов цинка методом инверсионной вольтамперометрии с низким пределом обнаружения (4,6*10-8 M).

3. Продемонстрирована эффективность использования полиэлектролитных структур для контроля адсорбции белка. Полиэлектролитные комплексы усиливали адсорбцию первичных антител вируса клещевого энцефалита на подложке, тем самым повышая специфический сигнал обнаружения; размещение специфических антител между слоями заряженных полиэлектролитов позволяло повысить устойчивость иммунных комплексов, тем самым сохраняя специфический аналитический сигнал для детекции. Отмечается высокая ферментативная активность фермента уриказы, иммобилизованного в нанослои полиэлектролитов (значения константы Михаэлиса-Ментен 2 мкМ), по сравнению с коваленто-пришитым ферментом, что улучшает чувствительность (10,6 ±1,0 мкА/мкМ) определения мочевой кислоты.

4. Исследованы возможности управления адсорбцией полиэлектролитов, путем варьирования внешних и внутренних факторов системы. Введение соли в полимерные слои приводит к увеличению адсорбции полиэлектролита. В присутствии соли KNO3, адсорбционная масса поликатиона увеличивалась в 2 раза, что может быть связано с уменьшением внутрицепочечного отталкивания, за счет экранирования заряда; при кислых pH адсорбция слабого полиэлектролита обратно пропорционально молекулярной массе, при молекулярной массе 70 кДа адсорбируется 5 мкг, а при 750 кДа 0,4 мкг; увеличение количества слоев полиэлектролитов обеспечивает увеличение чувствительности анализа, и более воспроизводимые значения сигнала; количество адсорбционной массы PEI и PAH различается в 3 раза, что может быть связано с различием в их структуре; разветвлённый PEI лучше адсорбирует фермент, что может быть связано с тем что полиэлектролит легче изменяет свою геометрию по сравнению с линейным PAH и это означает, что PEI лучше адаптируется к определенному сайту связывания.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Балдина Анна Андреевна, 2023 год

Список литературы

1. Roncevic I.S. et al. Polyelectrolytes assembly: A powerful tool for electrochemical sensing application // Sensors (Switzerland). 2020. Vol. 20, № 11. 1-67 p.

2. Bhardwaj T. A Review on Immobilization Techniques of Biosensors // Int. J. Eng. Res. Technol. 2014. Vol. 3, № 5. P. 294-298.

3. Morales M.A. Guide to Selecting a Biorecognition Element for Biosensors. 2018.

4. Decher G., Hong J., Gutenberg-universitt J. Gero Decher* and Jong-Dal Hong Institut fur Physikalische Chemie; Johannes Gutenberg-Universitt Welder Weg 11; D-6500 Maim; Fed. Rep. of Germany AbstraG. 1991. Vol. 327. P. 321-327.

5. vander Straeten A. et al. Protein-based polyelectrolyte multilayers // Adv. Colloid Interface Sci. 2020. Vol. 280.

6. Marchenko I. et al. Polyelectrolytes: Influence on evaporative self-assembly of particles and assembly of multilayers with polymers, nanoparticles and carbon nanotubes //Polymers. 2010. Vol. 2. №. 4. P. 690-708.

7. Lvov Y. et al. Assembly of Multicomponent Protein Films by Means of Electrostatic Layer-by-Layer Adsorption // J. Am. Chem. Soc. 1995. Vol. 117, № 22. P. 6117-6123.

8. Lim G.N., Ross A.E. Purine functional group type and placement modulate the interaction with carbon-fiber microelectrodes: research-article // ACS Sensors. American Chemical Society, 2019. Vol. 4, № 2. P. 479-487.

9. Farajikhah S. et al. Facile Development of a Fiber-Based Electrode for Highly Selective and Sensitive Detection of Dopamine // ACS Sensors. 2019. Vol. 4, № 10. P. 2599-2604.

10. Sweilam M.N., Varcoe J.R., Crean C. Fabrication and Optimization of Fiber-Based Lithium Sensor: A Step toward Wearable Sensors for Lithium Drug

Monitoring in Interstitial Fluid // ACS Sensors. 2018. Vol. 3, № 9. P. 1802-1810.

11. Li W. et al. Reduced Graphene Oxide/Mesoporous ZnO NSs Hybrid Fibers for Flexible, Stretchable, Twisted, and Wearable NO2 E-Textile Gas Sensor: research-article // ACS Sensors. American Chemical Society, 2019. Vol. 4, № 10. P. 2809-2818.

12. Yang C. et al. Laser Treated Carbon Nanotube Yarn Microelectrodes for Rapid and Sensitive Detection of Dopamine in Vivo // ACS Sensors. 2016. Vol. 1, № 5. P. 508-515.

13. Zhu W. et al. Surface Engineering of Carbon Fiber Paper toward Exceptionally High-Performance and Stable Electrochemical Nitrite Sensing // ACS Sensors. 2019. Vol. 4, № 11. P. 2980-2987.

14. McCreery R.L. Advanced carbon electrode materials for molecular electrochemistry // Chem. Rev. 2008. Vol. 108, № 7. P. 2646-2687.

15. Lee A.A., Kostinski S. V., Brenner M.P. Controlling Polyelectrolyte Adsorption onto Carbon Nanotubes by Tuning Ion-Image Interactions // J. Phys. Chem. B. 2018. Vol. 122, № 4. P. 1545-1550.

16. Elizarova I.S., Luckham P.F. Layer-by-layer adsorption: Factors affecting the choice of substrates and polymers // Adv. Colloid Interface Sci. Elsevier B.V., 2018. Vol. 262. P. 1-20.

17. Skorb E. V., Andreeva D. V. Layer-by-Layer approaches for formation of smart self-healing materials // Polym. Chem. 2013. Vol. 4, № 18. P. 4834-4845.

18. Hughes B.R., Dahman Y. Control, design, and understanding of molecular self-assembly // Fabrication and Self-Assembly of Nanobiomaterials: Applications of Nanobiomaterials. Elsevier Inc., 2016. 431-458 p.

19. Elizarova I.S., Luckham P.F. Layer-by-layer adsorption: Factors affecting the choice of substrates and polymers // Adv. Colloid Interface Sci. Elsevier B.V.,

2018. Vol. 262. P. 1-20.

20. Seyrek E. et al. Molecular mass dependence of adsorbed amount and hydrodynamic thickness of polyelectrolyte layers // Phys. Chem. Chem. Phys. 2011. Vol. 13, № 28. P. 12716-12719.

21. Porus M., Maroni P., Borkovec M. Structure of adsorbed polyelectrolyte monolayers investigated by combining optical reflectometry and piezoelectric techniques // Langmuir. 2012. Vol. 28, № 13. P. 5642-5651.

22. Szilagyi I. et al. Polyelectrolyte adsorption, interparticle forces, and colloidal aggregation // Soft Matter. 2014. Vol. 10, № 15. P. 2479-2502.

23. Volodkin D., Von Klitzing R. Competing mechanisms in polyelectrolyte multilayer formation and swelling: Polycation-polyanion pairing vs. polyelectrolyte-ion pairing // Curr. Opin. Colloid Interface Sci. Elsevier Ltd, 2014. Vol. 19, № 1. P. 25-31.

24. Laugel N. et al. Relationship between the growth regime of polyelectrolyte multilayers and the polyanion/polycation complexation enthalpy // J. Phys. Chem. B. 2006. Vol. 110, № 39. P. 19443-19449.

25. Schonhoff M., Bieker P. Linear and exponential growth regimes of multilayers of weak polyelectrolytes in dependence on pH // Macromolecules. 2010. Vol. 43, № 11. P. 5052-5059.

26. Elzbieciak M., Kolasinska M., Warszynski P. Characteristics of polyelectrolyte multilayers: The effect of polyion charge on thickness and wetting properties // Colloids Surfaces A Physicochem. Eng. Asp. 2008. Vol. 321, № 1-3. P. 258-261.

27. Kolasinska M., Krastev R., Warszynski P. Characteristics of polyelectrolyte multilayers: Effect of PEI anchoring layer and posttreatment after deposition // J. Colloid Interface Sci. 2007. Vol. 305, № 1. P. 46-56.

28. Ulasevich S.A. et al. Zuschriften Responsive Materials Light-Induced Water

Splitting Causes High-Amplitude Oscillation of pH-Sensitive Layer-by-Layer Assemblies on TiO 2. 2016. P. 1-5.

29. Feldötö Z. et al. Adsorption of IgG on/in a PAH/PSS multilayer film: Layer structure and cell response // J. Colloid Interface Sci. 2011. Vol. 354, № 1. P. 3137.

30. Santos J.P. et al. Polyelectrolyte-assisted immobilization of active enzymes on glass beads // Langmuir. 2001. Vol. 17, № 17. P. 5361-5367.

31. Sugihara K., Vörös J., Zambelli T. The resistance of polyelectrolyte multilayers in a free-hanging configuration // J. Phys. Chem. B. 2010. Vol. 114, № 44. P. 1398213987.

32. Brosel-Oliu S. et al. Sensitivity and Response Time of Polyethyleneimine Modified Impedimetric Transducer for Bacteria Detection // Electroanalysis. 2015. Vol. 27, № 3. P. 656-662.

33. Nimittrakoolchai O.U., Supothina S. Deposition of organic-based superhydrophobic films for anti-adhesion and self-cleaning applications // J. Eur. Ceram. Soc. 2008. Vol. 28, № 5. P. 947-952.

34. Gai M. et al. Patterned Microstructure Fabrication: Polyelectrolyte Complexes vs Polyelectrolyte Multilayers // Sci. Rep. Nature Publishing Group, 2016. Vol. 6, № November. P. 1-11.

35. Qiao X. et al. Progresses on the theory and application of quartz crystal microbalance // Appl. Phys. Rev. 2016. Vol. 3, № 3.

36. Kruk T. et al. Control of specific/nonspecific protein adsorption: Functionalization of polyelectrolyte multilayer films as a potential coating for biosensors // Materials (Basel). 2021. Vol. 14, № 24.

37. Kwok D.Y., Neumann A.W. Contact angle interpretation in terms of solid surface tension // Colloids Surfaces A Physicochem. Eng. Asp. 2000. Vol. 161, № 1. P.

31-48.

38. Нечаев А.В. Основы Электрохимии. 2010. 106 p.

39. Тёрнер Э., Карубе И., Уилсон Дж. Биосенсоры. Основы и приложения. 1992. 614 p.

40. Ю. В. Емельянова, М. В. Морозова, З. А. Михайловская Е.С.Б. Импедансная Спектроскопия: Теория И Применение : Учебное Пособие. 2017. 156 p.

41. Robinson C., Juska V.B., Riordan A.O. Electrochemical Impedance Spectroscopy ( EIS ) Based Label-Free Immunosensors.

42. Stukovnik Z., Bren U. Recent Developments in Electrochemical-Impedimetric Biosensors for Virus Detection // Int. J. Mol. Sci. 2022. Vol. 23, № 24.

43. Ward Jones S.E. et al. General theory of cathodic and anodic stripping voltammetry at solid electrodes: Mathematical modeling and numerical simulations // Anal. Chem. 2007. Vol. 79, № 11. P. 4110-4119.

44. da Silva S.M. et al. Improved anodic stripping voltammetric detection of zinc on a disposable screen-printed gold electrode // Ionics (Kiel). Ionics, 2020. Vol. 26, № 5. P. 2611-2621.

45. Ermakov S.S., Sheremet A.A., Moskvin L.N. Determination of zinc in aqueous solutions by a combined no-standard electrochemical method with preliminary electrolytic separation of copper // Russ. J. Appl. Chem. 2008. Vol. 81, № 3. P. 420-422.

46. Wang J. et al. Bismuth-coated carbon electrodes for anodic stripping voltammetry // Anal. Chem. 2000. Vol. 72, № 14. P. 3218-3222.

47. Pei X. et al. Disposable copper-based electrochemical sensor for anodic stripping voltammetry // Anal. Chem. 2014. Vol. 86, № 10. P. 4893-4900.

48. Kang W. et al. Determination of Lead with a Copper-Based Electrochemical

Sensor // Anal. Chem. 2017. Vol. 89, № 6. P. 3345-3352.

49. Gao W. et al. Wearable Microsensor Array for Multiplexed Heavy Metal Monitoring of Body Fluids // ACS Sensors. 2016. Vol. 1, № 7. P. 866-874.

50. Opoka W. et al. Development and validation of an anodic stripping voltammetric method for determination of Zn 2+ ions in brain microdialysate samples // Biol. Trace Elem. Res. 2011. Vol. 142, № 3. P. 671-682.

51. Ryzhkov N. V., Mamchik N.A., Skorb E. V. Electrochemical triggering of lipid bilayer lift-off oscillation at the electrode interface // J. R. Soc. Interface. 2019. Vol. 16, № 150.

52. Andreeva D. V. et al. Using a chitosan nanolayer as an efficient pH buffer to protect pH-sensitive supramolecular assemblies // Phys. Chem. Chem. Phys. Royal Society of Chemistry, 2017. Vol. 19, № 35. P. 23843-23848.

53. Brezhneva N. et al. Importance of buffering nanolayer position in Layer-by-Layer assembly on titania based hybrid photoactivity // J. Sol-Gel Sci. Technol. Springer US, 2019. Vol. 89, № 1. P. 92-100.

54. Stekolshchikova A.A. et al. Thin and Flexible Ion Sensors Based on Polyelectrolyte Multilayers Assembled onto the Carbon Adhesive Tape // ACS Omega. 2019. Vol. 4, № 13. P. 15421-15427.

55. Anastasiadou Z.D., Jannakoudakis P.D., Girousi S.T. Square wave anodic stripping voltammetry determination of eco-toxic metals in samples of biological and environmental importance // Cent. Eur. J. Chem. 2010. Vol. 8, № 5. P. 9991008.

56. Zakharchuk N.F. et al. Direct Measurements of Cadmium , Lead and Copper in Whole Blood Using the Stripping Voltammetric Method with Modified Thick-Film Graphite Electrodes. 2003. Vol. 11. P. 775-786.

57. Jothimuthu P. et al. Lab-on-a-chip sensor for measuring zinc in blood serum //

Proc. IEEE Sensors. IEEE, 2010. P. 1222-1225.

58. Bühlmann P., Chen L.D. Ion-Selective Electrodes With Ionophore-Doped Sensing Membranes // Supramolecular Chemistry. 2012.

59. Mikhel'son K.N. Electrochemical sensors based on ionophores: Current state, trends, and prospects // Russ. J. Gen. Chem. 2008. Vol. 78, № 12. P. 2445-2454.

60. Mikhelson K.N. Ion-selective electrodes // Anal. Bioanal. Chem. 2014. Vol. 406, № 2. P. 373-374.

61. Lai C.Z. et al. Ion-selective electrodes with three-dimensionally ordered macroporous carbon as the solid contact // Anal. Chem. 2007. Vol. 79, № 12. P. 4621-4626.

62. Fouskaki M., Chaniotakis N. Fullerene-based electrochemical buffer layer for ion-selective electrodes // Analyst. 2008. Vol. 133, № 8. P. 1072-1075.

63. Es T. et al. Development of Solid-Contact Potentiometric Sensor Utilized Nanocarbon-filled Poly (vinyl chloride ) Membrane as Ion-to-electron Transducing Layer. 2023. Vol. 10, № 1. P. 1-10.

64. Ruzicka J., Rald K. The liquid-state, iodide-selective electrode // Anal. Chim. Acta. 1971. Vol. 53, № 1. P. 1-12.

65. Vamvakaki M., Chaniotakis N.A. Solid-contact ion-selective electrode with stable internal electrode // Anal. Chim. Acta. 1996. Vol. 320, № 1. P. 53-61.

66. Roy S., David-Pur M., Hanein Y. Carbon Nanotube-Based Ion Selective Sensors for Wearable Applications // ACS Appl. Mater. Interfaces. 2017. Vol. 9, № 40. P. 35169-35177.

67. Hernández R. et al. Reduced graphene oxide films as solid transducers in potentiometric all-solid-state ion-selective electrodes // J. Phys. Chem. C. 2012. Vol. 116, № 42. P. 22570-22578.

68. Li F. et al. All-solid-state potassium-selective electrode using graphene as the solid contact // Analyst. 2012. Vol. 137, № 3. P. 618-623.

69. Lindfors T., Ivaska A. pH sensitivity of polyaniline and its substituted derivatives // J. Electroanal. Chem. 2002. Vol. 531, № 1. P. 43-52.

70. Lindfors T., Ivaska A. Stability of the inner polyaniline solid contact layer in all-solid-state K+-selective electrodes based on plasticized poly(vinyl chloride) // Anal. Chem. 2004. Vol. 76, № 15. P. 4387-4394.

71. Bieg C., Fuchsberger K., Stelzle M. Introduction to polymer-based solid-contact ion-selective electrodes—basic concepts, practical considerations, and current research topics // Anal. Bioanal. Chem. Analytical and Bioanalytical Chemistry, 2017. Vol. 409, № 1. P. 45-61.

72. Fibbioli M. et al. Redox-active self-assembled monolayers as novel solid contacts for ion- selective electrodes // Chem. Commun. 2000. № 5. P. 339-340.

73. Kleinfeld E.R., Ferguson G.S. Rapid, Reversible Sorption of Water from the Vapor by a Multilayered Composite Film: A Nanostructured Humidity Sensor // Chem. Mater. 1995. Vol. 7, № 12. P. 2327-2331.

74. Gernand A.D. et al. Micronutrient deficiencies in pregnancy worldwide: Health effects and prevention // Nat. Rev. Endocrinol. Nature Publishing Group, 2016. Vol. 12, № 5. P. 274-289.

75. Marcos A. Editorial: A review of micronutrients and the immune system— Working in harmony to reduce the risk of infection // Nutrients. 2021. Vol. 13, № 11.

76. Skalny A. V. et al. Zinc and respiratory tract infections: Perspectives for CoviD'19 (Review) // Int. J. Mol. Med. 2020. Vol. 46, № 1. P. 17-26.

77. Sang S. et al. Progress of new label-free techniques for biosensors : a review // Crit. Rev. Biotechnol. Informa Healthcare USA, Inc, 2015. Vol. 00, № 00. P. 1-

78. Hara T.O., Singh B. Electrochemical Biosensors for Detection of Pesticides and Heavy Metal Toxicants in Water: Recent Trends and Progress. 2021.

79. Magar H.S., Hassan R.Y.A., Mulchandani A. Electrochemical impedance spectroscopy (Eis): Principles, construction, and biosensing applications // Sensors. 2021. Vol. 21, № 19.

80. Vidic J., Manzano M. Electrochemical biosensors for rapid pathogen detection // Curr. Opin. Electrochem. Elsevier Ltd, 2021. Vol. 29. P. 100750.

81. Bhalla N. et al. Introduction to biosensors. 2016. № June. P. 1-8.

82. Grieshaber D. et al. Electrochemical biosensors - Sensor principles and architectures // Sensors. 2008. Vol. 8, № 3. P. 1400-1458.

83. Khan M.Z.H. et al. Ultrasensitive detection of pathogenic viruses with electrochemical biosensor: State of the art // Biosens. Bioelectron. Elsevier B.V., 2020. Vol. 166, № April. P. 112431.

84. Wang Y., Ye Z., Ying Y. New trends in impedimetric biosensors for the detection of foodborne pathogenic bacteria // Sensors. 2012. Vol. 12, № 3. P. 3449-3471.

85. Zhang J. et al. Natural polyelectrolyte films based on layer-by layer deposition of collagen and hyaluronic acid // Biomaterials. 2005. Vol. 26, № 16. P. 3353-3361.

86. Caruso F. et al. 2. Assembly of alternating polyelectrolyte and protein multilayer films for imiminosensing // Langmuir. 1997. Vol. 13, № 13. P. 3427-3433.

87. Müller M. et al. Selective interaction between proteins and the outermost surface of polyelectrolyte multilayers: Influence of the polyanion type, pH and salt // Macromol. Rapid Commun. 2001. Vol. 22, № 6. P. 390-395.

88. Fu J., Schlenoff J.B. Driving Forces for Oppositely Charged Polyion Association in Aqueous Solutions: Enthalpic, Entropic, but Not Electrostatic // J. Am. Chem.

Soc. 2016. Vol. 138, № 3. P. 980-990.

89. Lee J.H. et al. In situ fibril formation of K-casein by external stimuli within multilayer thin films // ACS Macro Lett. 2013. Vol. 2, № 8. P. 688-693.

90. Lojou E., Bianco P. Buildup of polyelectrolyte-protein multilayer assemblies on gold electrodes. Role of the hydrophobic effect // Langmuir. 2004. Vol. 20, № 3. P. 748-755.

91. Lu Y. et al. Bioresponsive materials // Nat. Publ. Gr. Macmillan Publishers Limited, 2016. Vol. 1. P. 1-17.

92. Izumrudov V.A., Kharlampieva E., Sukhishvili S.A. Multilayers of a globular protein and a weak polyacid: Role of polyacid ionization in growth and decomposition in salt solutions // Biomacromolecules. 2005. Vol. 6, № 3. P. 1782-1788.

93. Bo Wu, Guangming Liu G.Z. and V.S.J.C. Stiff Chains Inhibit and Flexible Chains Promote Protein Adsorption to Polyelectrolyte Multilayers // Soft Matter. 2019. Vol. 2019-Novem.

94. Caruso F. et al. Characterization of polyelectrolyte-protein multilayer films by atomic force microscopy, scanning electron microscopy, and fourier transform infrared reflection-absorption spectroscopy // Langmuir. 1998. Vol. 14, № 16. P. 4559-4565.

95. Sung W.C. et al. Long-term affinity modification on poly(dimethylsiloxane) substrate and its application for ELISA analysis // Anal. Chem. 2008. Vol. 80, № 5. P. 1529-1535.

96. Nagasaki Y. et al. Enhanced immunoresponse of antibody/mixed-PEG co-immobilized surface construction of high-performance immunomagnetic ELISA system // J. Colloid Interface Sci. 2007. Vol. 309, № 2. P. 524-530.

97. Prakash S. et al. Investigation of polyelectrolyte for electrochemical detection of

uric acid in presence of ascorbic acid // Meas. J. Int. Meas. Confed. Elsevier Ltd, 2012. Vol. 45, № 3. P. 500-506.

98. Shen H., Watanabe J., Akashi M. Polyelectrolyte multilayers-modified polystyrene plate improves conventional immunoassay: Full covering of the blocking reagent // Anal. Chem. 2009. Vol. 81, № 16. P. 6923-6928.

99. Zhou J. et al. Monte Carlo simulations of antibody adsorption and orientation on charged surfaces // J. Chem. Phys. 2004. Vol. 121, № 2. P. 1050-1057.

100. Qian J.M. et al. Polyelectrolyte-stabilized glucose biosensor based on woodceramics as electrode // Clin. Biochem. 2004. Vol. 37, № 2. P. 155-161.

101. Pashchenko O. et al. A Comparison of Optical, Electrochemical, Magnetic, and Colorimetric Point-of-Care Biosensors for Infectious Disease Diagnosis // ACS Infectious Diseases. 2018. Vol. 4, № 8. P. 1162-1178.

102. Creanga A. et al. A comprehensive influenza reporter virus panel for high-throughput deep profiling of neutralizing antibodies // Nat. Commun. Springer US, 2021. Vol. 12, № 1. P. 1-12.

103. Zhou B. et al. SARS-CoV-2 spike D614G change enhances replication and transmission // Nature. Springer US, 2021. Vol. 592, № 7852. P. 122-127.

104. Tipton T.R.W. et al. Characterisation of the T-cell response to Ebola virus glycoprotein amongst survivors of the 2013-16 West Africa epidemic // Nat. Commun. Springer US, 2021. Vol. 12, № 1. P. 4-12.

105. Anjos D. et al. SARS-CoV-2 loads in urine, sera and stool specimens in association with clinical features of COVID-19 patients // J. Clin. Virol. Plus. 2022. Vol. 2, № 1.

106. Han E. et al. Electrochemical immunosensor based on self-assembled gold nanorods for label-free and sensitive determination of Staphylococcus aureus // Anal. Biochem. Elsevier Inc., 2020. Vol. 611, № June. P. 113982.

107. Aydin S. A short history, principles, and types of ELISA, and our laboratory experience with peptide/protein analyses using ELISA // Peptides. Elsevier Inc.,

2015. Vol. 72. P. 4-15.

108. Kondzior M., Grabowska I. Antibody-electroactive probe conjugates based electrochemical immunosensors // Sensors (Switzerland). 2020. Vol. 20, № 7.

109. Haji-Hashemi H. et al. Simple and effective label free electrochemical immunosensor for Fig mosaic virus detection // Anal. Biochem. Elsevier, 2019. Vol. 566, № November 2018. P. 102-106.

110. Tran L.T. et al. Simple label-free electrochemical immunosensor in a microchamber for detecting newcastle disease virus // J. Nanomater. 2019. Vol. 2019.

111. Zhao Z. et al. Advancements in electrochemical biosensing for respiratory virus detection: A review // TrAC - Trends Anal. Chem. Elsevier Ltd, 2021. Vol. 139. P. 116253.

112. Sun J., Liu Y. Matrix effect study and immunoassay detection using electrolyte-gated graphene biosensor // Micromachines. 2018. Vol. 9, № 4.

113. Schmidt H.B., Görlich D. Transport Selectivity of Nuclear Pores, Phase Separation, and Membraneless Organelles // Trends Biochem. Sci. Elsevier Ltd,

2016. Vol. 41, № 1. P. 46-61.

114. Lai X. et al. Hydrophilic Polyelectrolyte Multilayers Improve the ELISA System: Antibody Enrichment and Blocking Free // Polymers (Basel). 2017. Vol. 9, № 12. P. 51.

115. Caruso F., Möhwald H. Protein multilayer formation on colloids through a stepwise self- assembly technique // J. Am. Chem. Soc. 1999. Vol. 121, № 25. P. 6039-6046.

116. Becker A.L. et al. Proteins and polyelectrolytes: A charged relationship // Curr.

Opin. Colloid Interface Sci. Elsevier Ltd, 2012. Vol. 17, № 2. P. 90-96.

117. De Acha N. et al. Luminescence-based optical sensors fabricated by means of the layer-by-layer nano-assembly technique // Sensors (Switzerland). 2017. Vol. 17, № 12.

118. Zhao H. et al. Dynamic Spatial Formation and Distribution of Intrinsically Disordered Protein Droplets in Macromolecularly Crowded Protocells // Angew. Chemie - Int. Ed. 2020. Vol. 59, № 27. P. 11028-11036.

119. Nakano S.I. et al. Facilitation of RNA enzyme activity in the molecular crowding media of cosolutes // J. Am. Chem. Soc. 2009. Vol. 131, № 46. P. 16881-16888.

120. Miyoshi D., Nakao A., Sugimoto N. Molecular crowding regulates the structural switch of the DNA G-quadruplex // Biochemistry. 2002. Vol. 41, № 50. P. 1501715024.

121. Li Y. et al. Sterically crowded anionic polyelectrolytes with tunable charge densities based on stilbene-containing copolymers // ACS Macro Lett. 2012. Vol. 1, № 2. P. 257-260.

122. Parsegian V.A., Rand R.P., Rau D.C. Osmotic stress, crowding, preferential hydration, and binding: A comparison of perspectives // Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2000. Vol. 97, № 8. P. 3987-3992.

123. Yashchenok A. M. et al. Multifunctional polyelectrolyte microcapsules as a contrast agent for photoacoustic imaging in blood //Journal of biophotonics. 2016. Vol. 9, № 8. P. 792-799.

124. Tan C. et al. Molecular crowding shapes gene expression in synthetic cellular nanosystems // Nat. Nanotechnol. Nature Publishing Group. 2013. Vol. 8, № 8. P. 602-608.

125. Cheung M.S., Klimov D., Thirumalai D. Molecular crowding enhances native state stability and refolding rates of globular proteins // Proc. Natl. Acad. Sci. U.

S. A. 2005. Vol. 102, № 13. P. 4753-4758.

126. Akabayov B. et al. Impact of macromolecular crowding on DNA replication // Nat. Commun. Nature Publishing Group, 2013. Vol. 4.

127. Weilandt D.R., Hatzimanikatis V. Particle-Based Simulation Reveals Macromolecular Crowding Effects on the Michaelis-Menten Mechanism // Biophys. J. Biophysical Society, 2019. Vol. 117, № 2. P. 355-368.

128. Pavlovic M. et al. Cascade Kinetics in an Enzyme-Loaded Aqueous Two-Phase System // Langmuir. 2020. Vol. 36, № 6. P. 1401-1408.

129. Wang Y. et al. Bioinspired enzymatic compartments constructed by spatiotemporally confined in situ self-assembly of catalytic peptide // Commun. Chem. Springer US, 2022. Vol. 5, № 1. P. 1-8.

130. Rodrigues R.T., Siqueira J.R., Caseli L. Structural and viscoelastic properties of floating monolayers of a pectinolytic enzyme and their influence on the catalytic properties // J. Colloid Interface Sci. Elsevier Inc., 2021. Vol. 589. P. 568-577.

131. Van der Meeren L. et al. Encapsulation of cells in gold nanoparticle functionalized hybrid Layer-by-Layer (LbL) hybrid shells - Remote effect of laser light // Appl. Surf. Sci. Adv. Elsevier B.V., 2021. Vol. 5. P. 100111.

132. Kienle D.F. et al. Polyelectrolyte Multilayers Enhance the Dry Storage and pH Stability of Physically Entrapped Enzymes // ACS Appl. Mater. Interfaces. 2020. Vol. 12, № 20. P. 22640-22649.

133. Abalymov A., Parakhonskiy B., Skirtach A.G. Polymer-and hybrid-based biomaterials for interstitial, connective, vascular, nerve, visceral and musculoskeletal tissue engineering // Polymers (Basel). 2020. Vol. 12, № 3.

134. Prokopovic V.Z. et al. Binding Mechanism of the Model Charged Dye Carboxyfluorescein to Hyaluronan/Polylysine Multilayers // ACS Appl. Mater. Interfaces. 2017. Vol. 9, № 44. P. 38908-38918.

135. Kumari S. et al. Surface functionalization of chitosan as a coating material for orthopaedic applications: A comprehensive review // Carbohydr. Polym. Elsevier Ltd, 2021. Vol. 255, № December 2020. P. 117487.

136. Qian B. et al. Mussel-Inspired Self-Healing Coatings Based on Polydopamine-Coated Nanocontainers for Corrosion Protection: research-article // ACS Appl. Mater. Interfaces. American Chemical Society, 2019. Vol. 11, № 10. P. 1028310291.

137. Johnston A.R. et al. Conjugated Polyelectrolyte-Based Complex Fluids as Aqueous Exciton Transport Networks // Angew. Chemie - Int. Ed. 2022. Vol. 61, № 20.

138. Park S. et al. Dehydration entropy drives liquid-liquid phase separation by molecular crowding // Commun. Chem. 2020. Vol. 3, № 1. P. 1-12.

139. Wilcox X.E. et al. Overlap Concentration and the Effect of Macromolecular Crowding on Citrate Synthase Activity // Biochemistry. 2020. Vol. 59, № 18. P. 1737-1746.

140. Hata Y. et al. Enzymatic Synthesis of Cellulose Oligomer Hydrogels Composed of Crystalline Nanoribbon Networks under Macromolecular Crowding Conditions // ACS Macro Lett. 2017. Vol. 6, № 2. P. 165-170.

141. Weilandt D.R., Hatzimanikatis V. Particle-Based Simulation Reveals Macromolecular Crowding Effects on the Michaelis-Menten Mechanism // Biophys. J. Biophysical Society, 2019. Vol. 117, № 2. P. 355-368.

142. Ivanov A.S. et al. Tick-Borne Encephalitis Electrochemical Detection by Multilayer Perceptron on Liquid-Metal Interface // ACS Appl. Bio Mater. 2020. Vol. 3, № 11. P. 7352-7356.

143. Baldina A.A. et al. Immunochemical biosensor for single virus particle detection based on molecular crowding polyelectrolyte system // J. Appl. Polym. Sci. 2022.

Vol. 139, № 24. P. 1-11.

144. Lavrentev F. V. et al. Soft Hydrogel Actuator for Fast Machine-Learning-Assisted Bacteria Detection // ACS Appl. Mater. Interfaces. 2022. Vol. 14, № 5. P. 73217328.

145. Jia D., Muthukumar M. Topologically frustrated dynamics of crowded charged macromolecules in charged hydrogels // Nat. Commun. Springer US, 2018. Vol. 9, № 1. P. 1-12.

146. Testa A. et al. Sustained enzymatic activity and flow in crowded protein droplets // Nat. Commun. Springer US, 2021. Vol. 12, № 1. P. 1-8.

147. Ferreira C. et al. Protein crystals as a key for deciphering macromolecular crowding effects on biological reactions // Phys. Chem. Chem. Phys. 2020. Vol. 22, № 28. P. 16143-16149.

148. Li G. et al. Uric acid as a prognostic factor and critical marker of COVID-19 // Sci. Rep. Nature Publishing Group UK, 2021. Vol. 11, № 1. P. 1-9.

149. Buron C.C. et al. Surface morphology and thickness of a multilayer film composed of strong and weak polyelectrolytes: Effect of the number of adsorbed layers, concentration and type of salts // Thin Solid Films. Elsevier B.V., 2009. Vol. 517, № 8. P. 2611-2617.

150. Ohisa S. et al. Conjugated Polyelectrolyte Blend with Polyethyleneimine Ethoxylated for Thickness-Insensitive Electron Injection Layers in Organic Light-Emitting Devices // ACS Appl. Mater. Interfaces. 2018. Vol. 10, № 20. P. 1731817326.

151. Gong H. et al. Interaction and adhesion properties of polyelectrolyte multilayers // Langmuir. 2005. Vol. 21, № 16. P. 7545-7550.

152. Komkova M.A., Karyakina E.E., Karyakin A.A. Catalytically Synthesized Prussian Blue Nanoparticles Defeating Natural Enzyme Peroxidase // J. Am.

Chem. Soc. 2018. Vol. 140, № 36. P. 11302-11307.

153. Arora K. et al. Improved performance of polyaniline-uricase biosensor // Anal. Chim. Acta. 2007. Vol. 594, № 1. P. 17-23.

154. V. Skorb E., V. Volkova A., V. Andreeva D. Layer-by-Layer Approach for Design of Chemical Sensors and Biosensors // Curr. Org. Chem. 2015. Vol. 19, № 12. P. 1097-1116.

155. Rivero P.J., Goicoechea J., Arregui F.J. Layer-by-layer nano-assembly: A powerful tool for optical fiber sensing applications // Sensors (Switzerland). 2019. Vol. 19, № 3.

156. Gribova V. et al. Prediction of coating thickness for polyelectrolyte multilayers via machine learning // Sci. Rep. Nature Publishing Group UK, 2021. P. 1-10.

157. Lu W. et al. Layer-by-layer self-assembly of multilayer films of polyelectrolyte/Ag nanoparticles for enzymeless hydrogen peroxide detection // Thin Solid Films. Elsevier B.V., 2011. Vol. 520, № 1. P. 554-557.

158. Kozhuharov S., Maroni P., Borkovec M. In situ Imaging of Single Polyelectrolyte Chains with the Atomic Force Microscope // Chimia (Aarau). 2019. Vol. 73, № 12. P. 17-20.

159. Schönhoff M. et al. Hydration and internal properties of polyelectrolyte multilayers // Colloids Surfaces A Physicochem. Eng. Asp. 2007. Vol. 303, № 12. P. 14-29.

160. Andreeva D. V., Skorb E. V., Shchukin D.G. Layer-by-layer polyelectrolyte/inhibitor nanostructures for metal corrosion protection // ACS Appl. Mater. Interfaces. 2010. Vol. 2, № 7. P. 1954-1962.

161. Nestler P. et al. Branched Poly(ethylenimine) as Barrier Layer for Polyelectrolyte Diffusion in Multilayer Films // Macromolecules. 2015. Vol. 48, № 23. P. 85468556.

162. Parrilla M. et al. A Textile-Based Stretchable Multi-Ion Potentiometric Sensor // Adv. Healthc. Mater. 2016. Vol. 5, № 9. P. 996-1001.

163. Bandodkar A.J. et al. Epidermal tattoo potentiometric sodium sensors with wireless signal transduction for continuous non-invasive sweat monitoring // Biosens. Bioelectron. Elsevier, 2014. Vol. 54. P. 603-609.

164. Alizadeh A. et al. A wearable patch for continuous monitoring of sweat electrolytes during exertion // Lab Chip. Royal Society of Chemistry, 2018. Vol. 18, № 17. P. 2632-2641.

165. Guinovart T. et al. Potentiometric sensors using cotton yarns, carbon nanotubes and polymeric membranes // Analyst. 2013. Vol. 138, № 18. P. 5208-5215.

166. Lan W.J. et al. Paper-based potentiometric ion sensing // Anal. Chem. 2014. Vol. 86, № 19. P. 9548-9553.

167. Novell M. et al. Paper-Based Ion-Selective Potentiometric Sensors. 2012.

168. Bandodkar A.J. et al. Epidermal tattoo potentiometric sodium sensors with wireless signal transduction for continuous non-invasive sweat monitoring // Biosens. Bioelectron. Elsevier, 2014. Vol. 54. P. 603-609.

169. Parrilla M., Cuartero M., Crespo G.A. Wearable potentiometric ion sensors // TrAC - Trends Anal. Chem. Elsevier B.V., 2019. Vol. 110. P. 303-320.

170. Liu J. et al. Metabolic co-dependence gives rise to collective oscillations within biofilms // Nature. 2015. Vol. 523, № 7562. P. 550-554.

171. Prindle A. et al. Ion channels enable electrical communication in bacterial communities // Nature. 2015. Vol. 527, № 7576. P. 59-63.

172. Kralj J.M. et al. Electrical spiking in Escherichia coli probed with a fluorescent voltage-indicating protein // Science (80-. ). 2011. Vol. 333, № 6040. P. 345-348.

173. Sharma R. et al. Growth inhibition by external potassium of Escherichia coli

lacking PtsN (EIIANtr) is caused by potassium limitation mediated by YcgO // J. Bacteriol. 2016. Vol. 198, № 13. P. 1868-1882.

174. Brainina K. et al. Thick-film graphite electrodes in stripping voltammetry // Fresenius. J. Anal. Chem. 1999. Vol. 364, № 4. P. 285-295.

175. Roeser J. et al. Dendronized polymers with silver and mercury cations recognition: Complexation studies and polyelectrolyte behavior // Macromolecules. 2013. Vol. 46, № 17. P. 7075-7085.

176. Comtet J. et al. Nanoscale capillary freezing of ionic liquids confined between metallic interfaces and the role of electronic screening // Nat. Mater. 2017. Vol. 16, № 6. P. 634-639.

177. Sharma V., Sundaramurthy A. Multilayer capsules made of weak polyelectrolytes: A review on the preparation, functionalization and applications in drug delivery // Beilstein J. Nanotechnol. 2020. Vol. 11. P. 508-532.

178. Mauser T. et al. Microcapsules made of weak polyelectrolytes: Templating and stimuli-responsive properties // Langmuir. 2006. Vol. 22, № 13. P. 5888-5893.

179. Delcea M., Möhwald H., Skirtach A.G. Stimuli-responsive LbL capsules and nanoshells for drug delivery // Adv. Drug Deliv. Rev. Elsevier B.V., 2011. Vol. 63, № 9. P. 730-747.

180. Van der Meeren L. et al. Classification of analytics, sensorics, and bioanalytics with polyelectrolyte multilayer capsules // Anal. Bioanal. Chem. Analytical and Bioanalytical Chemistry, 2020. Vol. 412, № 21. P. 5015-5029.

181. Uludag Y., Özbelge H.Ö., Yilmaz L. Removal of mercury from aqueous solutions via polymer-enhanced ultrafiltration // J. Memb. Sci. 1997. Vol. 129, № 1. P. 9399.

182. Yasri N.G. et al. Highly selective mercury detection at partially oxidized graphene/poly(3,4-ethylenedioxythiophene):poly(styrenesulfonate)

nanocomposite film-modified electrode // Front. Mater. 2014. Vol. 1, № December. P. 1 -10.

183. Rodriguez A.M.B., Binks B.P., Sekine T. Emulsions stabilized with polyelectrolyte complexes prepared from a mixture of a weak and a strong polyelectrolyte: research-article // Langmuir. American Chemical Society, 2019. Vol. 35, № 20. P. 6693-6707.

184. Nikolaev K.G. et al. Humidity-Driven Transparent Holographic Free-Standing Polyelectrolyte Films // ACS Appl. Polym. Mater. 2020. Vol. 2, № 2. P. 105-112.

185. Yang M., Shi J., Schlenoff J.B. Control of Dynamics in Polyelectrolyte Complexes by Temperature and Salt // Macromolecules. 2019. Vol. 52, № 5. P. 1930-1941.

186. Wang Q., Schlenoff J.B. The polyelectrolyte complex/coacervate continuum // Macromolecules. 2014. Vol. 47, № 9. P. 3108-3116.

187. Tinkov A.A. et al. Selenium, Zinc, Chromium, and Vanadium Levels in Serum, Hair, and Urine Samples of Obese Adults Assessed by Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry // Biol. Trace Elem. Res. Biological Trace Element Research, 2021. Vol. 199, № 2. P. 490-499.

188. Cräciun E.C. et al. Evaluation of whole blood zinc and copper levels in children with autism spectrum disorder // Metab. Brain Dis. 2016. Vol. 31, № 4. P. 887890.

189. Skorb E. V. et al. Photocatalytically-active and photocontrollable coatings based on titania-loaded hybrid sol-gel films // J. Mater. Chem. 2009. Vol. 19, № 28. P. 4931-4937.

190. Filoti D.I. et al. Comparative Study of Analytical Techniques for Determining Protein Charge // J. Pharm. Sci. Elsevier Masson SAS, 2015. Vol. 104, № 7. P. 2123-2131.

191. Fuzik T. et al. Structure of tick-borne encephalitis virus and its neutralization by a monoclonal antibody // Nat. Commun. 2018. Vol. 9, № 1. P. 1-11.

192. Vander Straeten A. et al. Integrating proteins in layer-by-layer assemblies independently of their electrical charge // ACS Nano. 2018. Vol. 12, № 8. P. 8372-8381.

193. Hovgaard M.B. et al. Quartz crystal microbalance studies of multilayer glucagon fibrillation at the solid-liquid interface // Biophys. J. Elsevier, 2007. Vol. 93, № 6. P. 2162-2169.

194. Maglio O. et al. A quartz crystal microbalance immunosensor for stem cell selection and extraction // Sensors (Switzerland). 2017. Vol. 17, № 12. P. 1-14.

195. Chin S.F. et al. Carbon nanoparticle modified screen printed carbon electrode as a disposable electrochemical immunosensor strip for the detection of Japanese encephalitis virus // Microchim. Acta. Microchimica Acta, 2017. Vol. 184, № 2. P. 491-497.

196. Feng J., Wang H., Ma Z. Ultrasensitive amperometric immunosensor for the prostate specific antigen by exploiting a Fenton reaction induced by a metal-organic framework nanocomposite of type Au/Fe-MOF with peroxidase mimicking activity // Microchim. Acta. Microchimica Acta, 2020. Vol. 187, № 1.

197. Farhat T.R., Schlenoff J.B. Ion transport and equilibria in polyelectrolyte multilayers // Langmuir. 2001. Vol. 17, № 4. P. 1184-1192.

198. Zhang J. et al. Novel Balanced Charged Alginate/PEI Polyelectrolyte Hydrogel that Resists Foreign-Body Reaction // ACS Appl. Mater. Interfaces. 2018. Vol. 10, № 8. P. 6879-6886.

199. Lima Barros A.E. et al. Polysiloxane/PVA-glutaraldehyde hybrid composite as solid phase or immunodetections by ELISA // Brazilian J. Med. Biol. Res. 2002. Vol. 35, № 4. P. 459-463.

200. Contreras-Naranjo J.E., Aguilar O. Suppressing non-specific binding of proteins onto electrode surfaces in the development of electrochemical immunosensors // Biosensors. 2019. Vol. 9, № 1.

201. Crespilho F.N. et al. Electrochemistry of layer-by-layer films: A review // Int. J. Electrochem. Sci. 2006. Vol. 1, № 5. P. 194-214.

202. Karyakin A.A. Prussian blue and its analogues: Electrochemistry and analytical applications // Electroanalysis. 2001. Vol. 13, № 10. P. 813-819.

203. Salazar P. et al. Biosensors based on prussian blue modified carbon fibers electrodes for monitoring lactate in the extracellular space of brain tissue // Int. J. Electrochem. Sci. 2012. Vol. 7, № 7. P. 5910-5926.

204. Grabbe E.S. Total Internal Reflection Fluorescence with Energy Transfer: A Method for Analyzing IgG Adsorption on Nylon Thin Films // Langmuir. 1993. Vol. 9, № 6. P. 1574-1581.

205. Singh A. et al. Graphene and Its Derivatives: Synthesis and Application in the Electrochemical Detection of Analytes in Sweat // Biosensors. 2022. Vol. 12, № 10.

206. Singh A., Sharma A., Arya S. Human sweat-based wearable glucose sensor on cotton fabric for real-time monitoring // J. Anal. Sci. Technol. Springer Singapore, 2022. Vol. 13, № 1.

207. Nikolaev K.G. et al. ElectroSens Platform with a Polyelectrolyte-Based Carbon Fiber Sensor for Point-of-Care Analysis of Zn in Blood and Urine // ACS Omega. 2020. Vol. 5, № 30. P. 18987-18994.

208. Piermarini S. et al. Uricase biosensor based on a screen-printed electrode modified with Prussian blue for detection of uric acid in human blood serum // Sensors Actuators, B Chem. Elsevier B.V., 2013. Vol. 179. P. 170-174.

209. Piermarini S. et al. Uricase biosensor based on a screen-printed electrode modified

with Prussian blue for detection of uric acid in human blood serum // Sensors Actuators, B Chem. Elsevier B.V., 2013. Vol. 179. P. 170-174.

210. Achazi K. et al. Understanding the Interaction of Polyelectrolyte Architectures with Proteins and Biosystems // Angew. Chemie - Int. Ed. 2021. Vol. 60, № 8. P. 3882-3904.

211. Delcea M., Möhwald H., Skirtach A.G. Stimuli-responsive LbL capsules and nanoshells for drug delivery // Adv. Drug Deliv. Rev. Elsevier B.V., 2011. Vol. 63, № 9. P. 730-747.

212. Baldina A.A. et al. Uricase Crowding via Polyelectrolyte Layers Coacervation for Carbon Fiber-Based Electrochemical Detection of Uric Acid // Polymers (Basel). 2022. Vol. 14, № 23.

213. Dutta P. et al. Fabrication of Electrochemical Biosensor Using Zinc Oxide Nanoflowers for the Detection of Uric Acid // Mapan - J. Metrol. Soc. India. 2022. Vol. 37, № 3. P. 585-595.

214. Nagal V. et al. A highly sensitive uric acid biosensor based on vertically arranged ZnO nanorods on a ZnO nanoparticle-seeded electrode // New J. Chem. Royal Society of Chemistry, 2021. Vol. 45, № 40. P. 18863-18870.

215. Thakur B., Sawant S.N. Polyaniline/prussian-blue-based amperometric biosensor for detection of uric acid // Chempluschem. 2013. Vol. 78, № 2. P. 166-174.

216. Cancelliere R. et al. Powerful electron-transfer screen-printed platforms as biosensing tools: The case of uric acid biosensor // Biosensors. 2022. Vol. 12, № 1.

217. Fukuda T. et al. Electrochemical determination of uric acid in urine and serum with uricase/carbon nanotube /carboxymethylcellulose electrode // Anal. Biochem. Elsevier Inc., 2020. Vol. 590. P. 113533.

218. Yang M. et al. A 3D electrochemical biosensor based on Super-Aligned Carbon

NanoTube array for point-of-care uric acid monitoring // Biosens. Bioelectron. Elsevier B.V., 2021. Vol. 179, № February. P. 113082.

219. Hoshi T., Saiki H., Anzai J.I. Amperometric uric acid sensors based on polyelectrolyte multilayer films // Talanta. 2003. Vol. 61, № 3. P. 363-368.

220. Yan Q. et al. A highly sensitive uric acid electrochemical biosensor based on a nano-cube cuprous oxide/ferrocene/uricase modified glassy carbon electrode // Sci. Rep. Nature Publishing Group UK, 2020. Vol. 10, № 1. P. 1-10.

221. Gupta J. et al. Performance of template-assisted electrodeposited Copper/Cobalt bilayered nanowires as an efficient glucose and Uric acid senor // Mater. Chem. Phys. Elsevier B.V., 2019. Vol. 238, № August. P. 121969.

222. Fukuda T. et al. Electrochemical determination of uric acid in urine and serum with uricase/carbon nanotube /carboxymethylcellulose electrode // Anal. Biochem. Elsevier Inc., 2020. Vol. 590. P. 113533.

223. Yang M. et al. A 3D electrochemical biosensor based on Super-Aligned Carbon NanoTube array for point-of-care uric acid monitoring // Biosens. Bioelectron. Elsevier B.V., 2021. Vol. 179, № February. P. 113082.

224. Yan Q. et al. A highly sensitive uric acid electrochemical biosensor based on a nano-cube cuprous oxide/ferrocene/uricase modified glassy carbon electrode // Sci. Rep. Nature Publishing Group UK, 2020. Vol. 10, № 1. P. 1-10.

Приложение A - основные публикации по теме диссертации

1. Stekolshchikova, A.A., Radaev, A.V., Orlova, O.Y., Nikolaev, K.G., Skorb, E.V. Thin and flexible ion sensors based on polyelectrolyte multilayers assembled onto the carbon adhesive tape // ACS omega - 2019, Vol. 4, No. 13, pp. 15421-15427.

2. Nikolaev, K.G., Kalmykov, E.V., Shavronskaya, D.O., Nikitina, A.A., Stekolshchikova, A.A., Kosareva, E.A., Zenkin A.A., Pantiukhin I.S., Orlova O.Y., Skalny A.V., Skorb, E.V. ElectroSens platform with a polyelectrolyte-based carbon fiber sensor for point-of-care analysis of Zn in blood and urine // ACS omega - 2020, Vol. 5, No. 30, pp. 18987-18994.

3. Ivanov, A.S., Nikolaev, K.G., Stekolshchikova, A.A., Tesfatsion, W.T., Yurchenko, S.O., Novoselov, K.S., Andreeva D.V., Rubtsova M.Yu., Vorovitch M.F., Ishmukhametov A.A., Egorov A.M., Skorb, E.V. Tick-borne Encephalitis electrochemical detection by multilayer perceptron on liquid-metal interface // ACS Applied Bio Materials - 2020, Vol.3, No. 11, pp. 7352-7356.

4. Baldina A.A., Nikolaev K.G., Ivanov A.S., Nikitina A.A., Rubtsova M.Y., Vorovitch M.F., Ishmukhametov A.A., Egorov A.M., Skorb E.V. Immunochemical biosensor for single virus particle detection based on molecular crowding polyelectrolyte system // Journal of Applied Polymer Science - 2022, Vol. 139, No. 4, pp. 52360.

5. Baldina, A.A., Pershina, L.V., Noskova, U.V., Nikitina, A.A., Muravev, A.A., Skorb, E.V., Nikolaev, K.G. Uricase crowding via polyelectrolyte layers coacervation for carbon fiber-based electrochemical detection of uric acid // Polymers - 2022, Vol. 14, No. 23, pp. 5145.