Анотація до роботи:

Шкотова Л.В. Розробка амперометричних біосенсорів для визначення лактату, етанолу та глюкози у виноматеріалах. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата біологічних наук за спеціальністю 03.00.20 – біотехнологія. – Інститут молекулярної біології та генетики НАН України, Київ, 2006.

Дисертацію присвячено розробці біосенсорних систем на основі амперометричних перетворювачів для аналізу лактату, етанолу та глюкози в процесі зброджування вина і безпосередньо у вині та оптимізації їхніх основних аналітичних параметрів.

Всебічно досліджено аналітичні характеристики та ефективність роботи різних типів амперометричних перетворювачів. Вивчено різні, з точки зору технології, методи іммобілізації ферментів глюкозооксидази, алкогольоксидази та лактатоксидази на поверхню амперометричних перетворювачів та вибрано універсальний для всіх досліджених оксидаз метод іммобілізації. Визначено шляхи поліпшення основних аналітичних характеристик розроблених біосенсорів з метою їхньої адаптації до роботи за промислових умов. Створено діючий лабораторний прототип ферментної сенсорної системи для визначення глюкози, етанолу та лактату у виноматеріалах; за її допомоги проведено кількісний аналіз цих речовин у вині та у виноградному суслі в процесі його зброджування. Проведено порівняння розробленої аналітичної системи зі стандартними методиками, продемонстровано кореляцію отриманих даних.

Вперше розроблено спеціалізовану амперометричну ферментну біосенсорну систему для визначення лактату, етанолу та глюкози у вині та виноматеріалах.

1. Доведено, що платинові друковані електроди “SensLab” є оптимальними для створення амперометричних біосенсорів для виноробства.

2. Встановлено, що електрохімічна полімеризація ферментів є універсальним методом іммобілізації досліджених оксидаз на поверхню амперометричних перетворювачів при використанні їх для контролю виробництва вина.

3. Показано, що використання додаткової нафіонової мембрани дозволяє уникнути впливу аскорбінової кислоти на величину відгуку амперометричних ферментних біосенсорів.

4. Розроблено лабораторні прототипи ферментних біосенсорів для аналізу лактату, етанолу та глюкози з такими аналітичними характеристиками:

• лінійний діапазон роботи

сенсора на основі лактатоксидази – 0,05 – 1,6 мМ лактату;

сенсора на основі алкогольоксидази – 0,08 – 5 мМ етанолу;

сенсора на основі глюкозооксидази – 0,05 – 8 мМ глюкози;

час відгуку для всіх біосенсорів 30 – 60 с;

операційна стабільність – 5 днів;

стабільність при зберіганні – 30 – 45 днів.

5. Апробація розроблених лабораторних прототипів амперометричних біосенсорів при кількісному аналізі лактату, етанолу та глюкози у вині та у виноградному суслі в процесі його зброджування показала кореляцію отриманих даних із загальноприйнятими методиками.

Публікації автора:

1. Щувайло О.Н., Данилейко (Шкотова) Л.В., Архипова В.Н., Дзядевич С.В., Ельская А.В., Сеспуглио Р., Солдаткин А.П. Разработка микробиосенсоров на основе углеродных волокон для определения глюкозы, ацетилхолина и холина in vivo // Біополімери і клітина. – 2002. – Т. 18, № 6. – С. 489 – 495.

Особистий внесок здобувача — проведення експериментів із оптимізації роботи амперометричного перетворювача для створення біосенсора для визначення глюкози, аналіз наукових даних та написання статті проводилось за безпосередньої участі дисертантки.

2. Данилейко (Шкотова) Л.В., Щувайло О.Н., Архипова В.Н., Солдаткин А.П., Дзядевич С.В. Разработка амперометрического ферментного биосенсора на основе углеродного волокна и иммобилизированной глюкозооксидазы // Біополімери і клітина. – 2003. – Т. 19, № 1. – С. 76 – 80.

Особистий внесок здобувача — самостійно проведено експерименти із розробки та оптимізації роботи амперометричного біосенсора для визначення глюкози, власноруч написано основну частину статті.

3. Шкотова Л.В., Солдаткин А.П., Дзядевич С.В. Адаптация амперометрического ферментного биосенсора для анализа глюкозы в винах // Український біохімічний журнал. – 2004. – Т. 76, № 3. – С. 114 – 121.

Особистий внесок здобувача — самостійно виконано експерименти із адаптації роботи амперометричного глюкозного біосенсора для проведення аналізів у вині за допомогою використання додаткової нафіонової мембрани, власноруч написано основну частину статті.

4. Шкотова Л.В., Сластья Е.А., Жилякова Т.А., Солдаткин О.П., Шуманн В., Дзядевич С.В. Амперометричний біосенсор для аналізу етанолу у вині та у виноградному суслі в процесі його ферментації // Український біохімічний журнал. – 2005. – Т. 77, № 1. – С. 96 – 103.

Особистий внесок здобувача — самостійно виконано експерименти із розробки та оптимізації роботи амперометричного біосенсора для визначення етанолу у виноматеріалах та порівняння отриманих даних з класичними методами, власноруч написано основну частину статті.

5. Шкотова Л.В., Горюшкіна Т.Б., Сластья Е.А., Солдаткін О.П., Тран-Мін К., Шовелон Ж.-М., Дзядевич С.В. Амперометричний біосенсор для аналізу лактату у вині та у виноградному суслі в процесі його ферментації // Український біохімічний журнал. – 2005. – Т. 77, № 5. – С. 123-130.

Особистий внесок здобувача — самостійно виконано експерименти із розробки та оптимізації роботи амперометричного біосенсора для визначення лактату у виноматеріалах та порівняння отриманих даних з класичними методами, власноруч написано основну частину статті.

6. Бережецький А.Л., Щувайло О.М., Архипова В.М., Шкотова Л.В., Шовелон Ж.-М., Солдаткін О.П., Дзядевич С.В. Дослідження та оптимізація різних перетворювачів для створення амперометричних біосенсорів // Sensor Electronics and Microsystem Technologies. – 2005. – №. 2. – Р. 55 – 62.

Особистий внесок здобувача — виконано частину експериментів із дослідження роботи різних типів амперометричних перетворювачів, обговорення отриманих результатів та написання статті проводилось за безпосередньої участі дисертантки.

7. Данилейко (Шкотова) Л.В., Решетняк Л.Р., Щувайло О.М., Архіпова В.М. Оптимізація роботи глюкозного амперометричного біосенсора на основі карбонового ультрамікроелектрода // VII Міжнародна науково-технічна конференція. Наукові праці Українського державного університету харчових технологій. – 2001. – № 10. – С. 142 – 144.

Особистий внесок здобувача — самостійно виконано експерименти із оптимізації роботи амперометричного біосенсора для визначення глюкози.

8. Dzyadevych S.V., Schuvailo O.M., Danileiko (Shkotova) L., El’skaya A.V., Arkhypova V.N., Cespuglio R., Soldatkin A.P. Development of amperometric enzyme biosensors based on carbon fibre microelectrode for in-vivo determination of glucose, choline and acetylcholine // Book of the 16th European Conference on Solid-State Transducers, Prague: “Czech Technical University”, 2002. – P. 1159 – 1162.

Особистий внесок здобувача — участь у проведенні експериментів із розробки амперометричного біосенсора на основі вуглецевого волокна для визначення глюкози.

9. Schuvailo O., Danileiko (Shkotova) L., Arkhypova V., Dzyadevych S., Cespuglio R., Soldatkin A. Development and design of carbon-fibre electrodes for creating of amperometric enzyme biosensors for medicine and food industries // Book of 1st Black Sea Basin Conference on Analytical Chemistry. – Odessa (Ukraine), 2001. – P. 40.

Особистий внесок здобувача — проведення частини експериментів із розробки амперометричних біосенсорів на основі вуглецевого волокна для визначення глюкози.

10. Щувайло О.М., Данилейко (Шкотова) Л.В., Сеспугліо Р., Дзядевич С.В. Використання іммобілізованих ферментів в біосенсорах для визначення in vivo глюкози, ацетилхоліну та холіну // Матеріали VIII Українського біохімічного з’їзду. Український біохімічний журнал. – 2002. – Т. 74, № 4б. – С. 203.

Особистий внесок здобувача — проведення експериментів із дослідження роботи амперометричних перетворювачів на основі вуглецевого волокна.

11. Данилейко (Шкотова) Л.В. Використання амперометричного ферментного біосенсора для аналізу глюкози в напоях // Міжгалузева конференція молодих науковців. Український біохімічний журнал.–2003. – Т. 75, № 5. – С. 126.

12. Danyleyko (Shkotova) L.V., Dzyadevich S.V. Amperometric glucose biosensor for analysis of glucose in beverages // Conference for young scientists, PhD students and students on molecular biology and genetics. – Kiev (Ukraine), 2003. – P. 146.

Особистий внесок здобувача — самостійно виконано експерименти із розробки амперометричного глюкозного біосенсора для проведення аналізів у напоях.

13. Shkotova L.V., Dzyadevich S.V., Schuhmann W. Development of biosensor based on amperometric transducer and immobilized alcohol oxidase in Resydrol polymer for detection of ethanol // International Conference on Sensors Electronics and Microsystem technology. – Odessa (Ukraine), 2004. – P. 214.

Особистий внесок здобувача — самостійно виконано експерименти із розробки амперометричного алкогольного біосенсора.

14. Shkotova L.V., Soldatkin A.P., Schuhmann W., Dzyadevіch S.V. Amperometric biosensor for detection of ethanol based on alcohol oxidase immobilized inside electrochemically deposited resydrol film // MADICA 2004. – Tunis (Tunisie), 2004. – P. 64.

Особистий внесок здобувача — самостійно виконано експерименти із розробки амперометричного біосенсора для визначення етанолу.

15. Шкотова Л.В., Солдаткін А.П., Дзядевич С.В. Розробка амперометричних біосенсорів для аналізу етанолу, лактату та глюкози у вині та у виноградному суслі в процесі його ферментації // Конференція-звіт з комплексної програми фундаментальних досліджень НАН України “Дослідження у галузі сенсорних систем та технологій”. – Київ (Україна), 2005. – С. 86.

Особистий внесок здобувача — самостійно виконано експерименти із розробки амперометричних біосенсорів для визначення глюкози, етанолу та лактату у виноматеріалах.

16. Shkotova L.V., Goryushkina T., Jaffrezic N., Soldatkin A., Dzyadevych S. Development of biosensors for detection of ethanol, lactate and glucose in beverages and fermentation processes // Bioelectrochemistry-2005 – XVIII International Symposium on Bioelectrochemistry and Bioenergetics, 3rd Spring Meeting of Bioelectrochemistry. – Coimbra (Portugal), 2005 – Р. 188.

Особистий внесок здобувача — самостійно виконано експерименти із розробки амперометричних біосенсорів для визначення глюкози, етанолу та лактату у вині та у виноградному суслі в процесі його ферментації та порівняння отриманих даних з даними отриманими класичними методами.