Создание биокаталитических препаратов и разработка на их основе биосенсорных систем для экспресс-определения спиртов

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.

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.