ВВЕДЕНИЕ...................................................................................................................... 5
ГЛАВА 1 Литературный обзор.................................................................................... 13
1.1 Методы детекции вирусов.................................................................................... 13
1.2 Биосенсоры ............................................................................................................ 22
1.3 Нанопроволочный биосенсор .............................................................................. 24
1.3.1 Структура нанопроволочного биосенсора .................................................... 24
1.3.2 Принцип действия и характеристики нанопроволочного биосенсора ....... 27
1.4 Модификация поверхности нанопроволочного биосенсора ............................ 34
1.4.1 Очистка и активация поверхности ................................................................. 34
1.4.2 Иммобилизация рецепторов............................................................................ 42
1.5 Выводы по Главе 1 ................................................................................................ 47
ГЛАВА 2 Материалы и методы................................................................................... 49
2.1 Перечень основных химических реактивов, материалов и оборудования ..... 49
2.2 Конструкция нанопроволочного сенсора ........................................................... 51
2.3 Методы................................................................................................................... 51
2.3.1 Подготовка вирусных частиц.......................................................................... 51
2.3.1.1 Подготовка вирусоподобных частиц коронавируса SARS-CoV-2 ........ 51
2.3.1.2 Подготовка вируса осповакцины (штамм Л-ИВП).................................. 52
2.3.2 Иммуноферментный анализ............................................................................ 52
2.3.3 Методы модификации поверхности............................................................... 53
2.3.3.1 Очистка поверхности.................................................................................. 53
2.3.3.2 Функционализация поверхности............................................................... 54
2.3.3.3 Иммобилизация рецепторов ...................................................................... 54
3
2.3.4 Детекция вирусов ............................................................................................. 55
2.3.4.1 Детекция вируса гриппа А (подтип A(H1N1)pdm09).............................. 55
2.3.4.2 Детекция вирусоподобных частиц коронавируса SARS-CoV-2 ............ 57
2.3.4.3 Детекция вируса осповакцины (штамм Л-ИВП) ..................................... 58
2.3.5 Микроскопические методы анализа............................................................... 59
2.3.5.1 Электронная микроскопия ......................................................................... 59
2.3.5.2 Атомно-силовая микроскопия ................................................................... 59
ГЛАВА 3 Результаты и обсуждения ........................................................................... 60
3.1 Модификация поверхности.................................................................................. 60
3.1.1 Результаты очистки поверхности................................................................... 60
3.1.2 Результаты функционализации поверхности................................................ 65
3.2 Электронная микроскопия вирусов..................................................................... 69
3.3 Специфическое взаимодействие антитело-антиген в растворе с низкой ионной
силой............................................................................................................................. 70
3.4 Результаты детекции вирусов .............................................................................. 72
3.4.1 Результаты детекции вируса гриппа А (подтип A(H1N1)pdm09)............... 72
3.4.2 Результаты детекции вирусоподобных частиц коронавируса SARS-CoV-2
......................................................................................................................................... 77
3.4.3 Результаты детекции вируса осповакцины (штамм Л-ИВП) ...................... 80
ГЛАВА 4 Оптимизация конструкции биосенсора..................................................... 84
4.1 Конструкция опытно-промышленного сенсора................................................. 84
4.2 Вольтамперные характеристики опытно-промышленных сенсоров............... 86
4.3 Исследование вольтамперных характеристик сенсора в процессе детекции
вируса гриппа птиц ..................................................................................................... 89
ЗАКЛЮЧЕНИЕ ............................................................................................................. 95
4
ВЫВОДЫ....................................................................................................................... 97
СПИСОК УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ И СОКРАЩЕНИЙ................................ 98
ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ................................................................................. 100
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ ........................................................ 101
ПРИЛОЖЕНИЕ А. Результаты атомно-силовой микроскопии поверхности
кремниевых пластин после этапов очистки и функционализации ........................ 125
ПРИЛОЖЕНИЕ Б. Вольтамперные характеристики сенсоров в процессе детекции
вируса гриппа птиц потдип A(H9N2)........................................................................ 129
ПРИЛОЖЕНИЕ В. Патент на полезную модель №215954 «Биосенсор для
индикации биологических частиц»........................................................................... 131
ПРИЛОЖЕНИЕ Г. Акт внедрения в опытно-промышленное производство
нанопроволочного сенсора......................................................................................... 132
