Регистрация / Вход
Прислать материал

Создание биосенсора для детекции и мониторинга стойких органических загрязнителей (полихлорированных бифенилов) в компонентах окружающей среды с использованием бактериальных клеток и микрожидкостного чипа

Номер контракта: 14.574.21.0028

Руководитель: Плотникова Елена Генриховна

Должность: профессор кафедры

Организация: федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Пермский государственный национальный исследовательский университет"
Организация докладчика: федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пермский государственный национальный исследовательский университет"

Аннотация скачать
Постер скачать
Ключевые слова:
биосенсор, полихлорированные бифенилы, bph-гены, клонирование, библиотека генов, репортерное генное слияние, секвенирование, микрожидкостной чип, лаборатория на чипе, микрожидкостные технологии

Цель проекта:
Полихлорированные бифенилы (ПХБ) являются токсичными синтетическими соединениями, производство и применение которых запрещено Стокгольмской Конвенцией (2001г.). Эти соединения способны аккумулироваться в жировых тканях организма, токсичны и обладают канцерогенными свойствами. Благодаря исключительной стабильности, устойчивости к воздействию химических и физических факторов ПХБ способны продолжительное время сохраняться в окружающей среде. Проблема их утилизации (детоксикации) остается актуальной до сих пор, и поэтому контроль качества природной среды и продуктов питания является практически единственным эффективным инструментом по защите здоровья населения. Для предотвращения контакта с ПХБ и предупреждения негативного воздействия этих соединений на человека актуально применение экспресс-методов детекции ПХБ. Наиболее перспективными для этих целей являются методы, основанные на использовании биосенсоров. Цель проекта - разработка экспериментального образца биосенсора для определения полихлорированных бифенилов (ПХБ) в компонентах окружающей среды (почва, донные отложения, вода) на микрожидкостном чипе (МЖЧ) с использованием в качестве чувствительного и сигнального элемента бактериальных клеток-репортеров.

Основные планируемые результаты проекта:
Научные и научно-технические результаты, которые планируется получить при выполнении проекта: 1) создание генетической конструкции в составе бактериальных клеток-репортеров; 2) разработка экспериментального образца биосенсора для определения ПХБ на микрожидкостном чипе с использованием бактериальных клеток-репортеров; 3) разработка программного обеспечения для анализа флуоресцентного сигнала при работе биосенсора. Будут подготовлены: 1) лабораторный регламент изготовления биосенсора; 2) инструкция по использованию биосенсора; 3) проект технического задания на проведение опытно-конструкторских работ по теме «Разработка биосенсора для определения полихлорированных бифенилов в компонентах окружающей среды».

Краткая характеристика создаваемой/созданной научной (научно-технической, инновационной) продукции:
Будет разработан экспериментальный образц биосенсора для определения ПХБ в компонентах окружающей среды (почва, донные отложения, вода) на микрожидкостном чипе (МЖЧ) с использованием в качестве чувствительного и сигнального элемента бактериальных клеток-репортеров.

Назначение и область применения, эффекты от внедрения результатов проекта:
Созданный биосенсор будет использован для мониторинга состояния окружающей среды: исследование содержания ПХБ в почве и водных системах с целью выявления загрязнений и наблюдение за процессом ремедиации загрязненных почв. Возможно применение разработанного биосенсора в пищевой промышленности для оценки содержания ПХБ в пищевых объектах.
Эффекты от внедрения результатов проекта: Уменьшение отрицательного техногенного воздействия на окружающую среду, снижение риска смертности, повышение качества жизни.
Потенциальными покупателями (потребителями) могут быть природоохранные организации и предприятия агрохимического комплекса.

Текущие результаты проекта:
Проведены экспериментальные работы по конструированию репортерного генного слияния clc::rfp в хромосоме E. coli.
Создана генетическая конструкция (плазмида pET19b bph) для экспрессии генов bph-оперона в клетках E. coli.
Разработаны основные положения регламента на изготовление биосенсора.
Изготовлены экспериментальные образцы биосенсора и проведены предварительные испытания.
Проведен анализ образцов техногенно загрязненных почв, донных отложений на наличие органических, неорганических соединений-загрязнителей аналитическими методами. Выявлены хлорароматические поллютанты (хлорбензолы, ДДТ, ДДД), которые, предположительно, могут быть детектированы с использованием биосенсора.
Предлагаемый биосенсор для детекции ПХБ состоит из двух элементов: клеточного (бактериального) биосенсора и микрожидкостного чипа.
1. На основе репортерного генного слияния clc::rfp, введенного в хромосому E. coli, и рекомбинантной плазмиды (pET19b bph) для экспрессии генов bph-оперона в клетках E. coli создан клеточный (бактериальный) биосенсор для детекции ПХБ.
2. Изготовлены образцы микрожидкостного чипа с «ловушками» для клеточного биосенсора.
Технологические решения обладают несомненной новизной. Полученные результаты отвечают требованиям к выполняемому проекту и соответствуют мировому уровню.