Создание биокаталитических препаратов и разработка на их основе биосенсорных систем для экспресс-определения спиртов
Стадии проекта
Предложение принято
Конкурс завершен
Проект закончен
Проект
02.512.11.2010
Организация
ФГБОУ "ТулГУ", ТулГУ
Руководитель работ
Решетилов Анатолий Николаевич
Продолжительность работ
2007, 8 мес.
Бюджетные средства
4,5 млн
Внебюджетные средства
0,42 млн
Работы должны проводиться в рамках критической технологии «Биокаталитические, биосинтетические и биосенсорные технологии». Работы должны соответствовать по предполагаемому исполнению лучшим мировым стандартам. Создаваемый научно-технический задел должен обеспечивать в будущем проведение опытно-конструкторских и технологических работ на конкурентном уровне. Результаты работ должны способствовать дальнейшему инновационному развитию российских технологий в данном приоритетном направлении Программы.
Соисполнители
Организация
ИБФМ РАН
Этапы проекта
1
27.02.2007 - 31.05.2007
1. Анализ научно-технической литературы, нормативно-технической документации и других материалов, относящихся к разрабатываемой теме.
2. Проведение патентных исследований по ГОСТ 15.011-96.
3. Проведение исследований, направленных на получение биологических материалов с заданными свойствами:
- выбор бактериальных штаммов рода Gluconobacter и дрожжевых штаммов родов Pichia, Hansenula, содержащих высокоактивные ферментные системы и способных с высокой интенсивностью окислять низшие первичные спирты;
- разработка способов выращивания дрожжевых клеток родов Pichia, Hansenula с получением модифицированных свойств, поиск оптимальных условий выращивания, поиск условий, позволяющих управлять каталитической активностью в отношении окисления спиртов – метилового, этилового;
- разработка подходов к технологии получения ферментного препарата алкогольоксидазы из дрожжевых штаммов, включая выделение, очистку, разработку методов хранения, подготовку для иммобилизации и использования в биорецепторе сенсора;
4. Проведение исследований, направленных на разработку биосенсорных систем для детекции спиртов:
- изучение биохимического поведения бактерий Gluconobacter в условиях биоэлектрокаталитического окисления субстратов в присутствии медиаторов электронного транспорта и разработку на основе полученных знаний подходов для создания медиаторных биосенсорных систем электрохимического типа для детекции спиртов;
- сравнение эффективности медиаторов электронного транспорта и определение основных параметров функционирования биосенсорных систем с целью выбора рабочего медиатора для создания лабораторного макета биосенсора.
2. Проведение патентных исследований по ГОСТ 15.011-96.
3. Проведение исследований, направленных на получение биологических материалов с заданными свойствами:
- выбор бактериальных штаммов рода Gluconobacter и дрожжевых штаммов родов Pichia, Hansenula, содержащих высокоактивные ферментные системы и способных с высокой интенсивностью окислять низшие первичные спирты;
- разработка способов выращивания дрожжевых клеток родов Pichia, Hansenula с получением модифицированных свойств, поиск оптимальных условий выращивания, поиск условий, позволяющих управлять каталитической активностью в отношении окисления спиртов – метилового, этилового;
- разработка подходов к технологии получения ферментного препарата алкогольоксидазы из дрожжевых штаммов, включая выделение, очистку, разработку методов хранения, подготовку для иммобилизации и использования в биорецепторе сенсора;
4. Проведение исследований, направленных на разработку биосенсорных систем для детекции спиртов:
- изучение биохимического поведения бактерий Gluconobacter в условиях биоэлектрокаталитического окисления субстратов в присутствии медиаторов электронного транспорта и разработку на основе полученных знаний подходов для создания медиаторных биосенсорных систем электрохимического типа для детекции спиртов;
- сравнение эффективности медиаторов электронного транспорта и определение основных параметров функционирования биосенсорных систем с целью выбора рабочего медиатора для создания лабораторного макета биосенсора.
2
01.06.2007 - 31.10.2007
Проведены исследования, направленные на получение биологических материалов и изучены их свойства:
- изучены биокаталитические свойства ферментного препарата и найдены возможности изменять каталитическую активность в отношении метилового и этилового спиртов;
- разработаны технологии формирования рецепторных элементов биосенсоров электрохимического типа. Найдены эффективные способы иммобилизации, позволяющие получить продолжительное время жизни биорецептора, его сохранность, операционную и долговременную стабильность в соответствии с требованиями практики;
2. Проведены исследования, направленные на разработку биосенсорных систем для детекции спиртов:
- разработаны лабораторные макеты биосенсора электрохимического типа на основе кислородного электрода Кларка и медиаторных углероднопастовых электродов для детекции спиртов;
- изучены возможности использования в аналитических целях медиаторных электродов, полученных трафаретной печатью и модифицированных клетками микроорганизмов и ферментами дрожжевых клеток; выполнены оценки их параметров и перспективы практического использования;
- выполнены серии испытаний лабораторных макетов биосенсоров на образцах, содержащих этиловый и метиловый спирты, для оценки возможных областей и перспектив практического применения биосенсорных анализаторов.
3. Сформулированы технические требования для технического задания на разработку продукции.
- изучены биокаталитические свойства ферментного препарата и найдены возможности изменять каталитическую активность в отношении метилового и этилового спиртов;
- разработаны технологии формирования рецепторных элементов биосенсоров электрохимического типа. Найдены эффективные способы иммобилизации, позволяющие получить продолжительное время жизни биорецептора, его сохранность, операционную и долговременную стабильность в соответствии с требованиями практики;
2. Проведены исследования, направленные на разработку биосенсорных систем для детекции спиртов:
- разработаны лабораторные макеты биосенсора электрохимического типа на основе кислородного электрода Кларка и медиаторных углероднопастовых электродов для детекции спиртов;
- изучены возможности использования в аналитических целях медиаторных электродов, полученных трафаретной печатью и модифицированных клетками микроорганизмов и ферментами дрожжевых клеток; выполнены оценки их параметров и перспективы практического использования;
- выполнены серии испытаний лабораторных макетов биосенсоров на образцах, содержащих этиловый и метиловый спирты, для оценки возможных областей и перспектив практического применения биосенсорных анализаторов.
3. Сформулированы технические требования для технического задания на разработку продукции.
Программа
Программа "Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007-2013 годы"
Программное мероприятие
1.2 Проведение проблемно-ориентированных поисковых исследований и создание научно-технического задела по технологиям в области наук о жизни
профинансировано
профинансировано
Продолжительность работ
2007, 8 мес.
Бюджетные средства
4 млн
профинансировано
профинансировано
Продолжительность работ
2007, 8 мес.
Бюджетные средства
3,95 млн
Организация
ФГУП "НПК "ГОИ им. С.И. Вавилова"
профинансировано