项目来源
俄罗斯基础研究基金(RFBR)
项目主持人
Панкратов Д.В.
项目受资助机构
未公开
立项年度
2014
立项时间
未公开
项目编号
14-04-32235
研究期限
未知 / 未知
项目级别
国家级
受资助金额
未知
学科
未公开
学科代码
未公开
基金类别
(«мол_а»)(«мол_а») конкурс научных проектов， выполняемых молодыми учеными
关键词
未公开
参与者
未公开
参与机构
未公开
项目标书摘要：Аннотация к заявке: Основной технологической задачей настоящего проекта является создание прозрачных и гибких потенциально имплантируемых ферментативных топливных элементов (ФТЭ), биоустройств, которые могут сыграть определяющую роль в разработке самодостаточных (беспроводных и безбатарейных) микроэлектронных устройств, функционирующих в условиях ex vivo, например электронных контактных линз. Однако, несмотря на серьезную технологическую задачу, предлагаемый проект, прежде всего, ориентирован на фундаментальное изучение особенностей функционирования прозрачных, гибких и биосовместимых наноструктурированных биомодифицированных электродов – составных частей ФТЭ. В рамках выполнения проекта будут изучены основные биоэлектрохимические характеристики прозрачных и гибких биоанодов и биокатодов, таких как константа скорости гетерогенного переноса, каталитическая константа иммобилизованного фермента, потенциал открытой цепи, плотность тока, и т.д., как с использованием простых буферных растворов, так и сложных физиологических жидкостей человека (слезы, пот, слюна). Прикладным результатом проекта будет создание на базе разработанных биоэлектродов прозрачных и гибких ФТЭ, исследования их функционирования в буферных растворах и физиологических жидкостях человека, а именно измерение вольтажа открытой цепи, плотности электрической энергии, а также долговременной и операционной стабильности биоустройств. На заключительном этапе проекта будет проведена экспериментальная оценка возможности использования гибких и прозрачных ФТЭ как потенциальных источников электропитания современных биоэлектронных устройств, в частности, гибких низковольтажных дисплеев компании Acreo AB.Аннотация к отчету по результатам реализации проекта: В ходе выполнения Проекта с использованием метода наноштамповой литографии были изготовлены прозрачные гибкие электроды на полимерной биосовместимой подложке, обладающие упорядоченной наноструктурированной поверхностью. Полученные электроды были детально охарактеризованы электрохимическими, микроскопическими и спектрофотометрическими методами. С целью последующей биомодификации изготовленных электродов были получены и дополнительно очищены грибные катодный (билирубиноксидаза из Myrothecium verrucaria) и анодный (целлобиозодегидрогеназа из Corynascus thermophilus) редокс ферменты. Изучены основные биохимические и каталитические характеристики полученных оксидоредуктаз. Проведена оптимизация методов иммобилизации редокс ферментов на наноструктурированной золотой поверхности, изучены особенности функционирования биомодифицированных прозрачных и непрозрачных гибких наноструктурированных электродов в буферных растворах, близких по составу к физиологическим жидкостям человека. Изучены особенности функционирования прозрачных, гибких, биосовместимых биоэлектродов (биоанодов и биокатодов) с упорядоченной наноструктурированной поверхностью, а также ферментных топливных элементов на их основе, в слезной, слюнной и потовой жидкостях человека. Доказана перспективность использования ферментных топливных элементов как источников питания для низковольтажных биоэлектронных устройств, функционирующих в слезной жидкости человека, а также использования наночастиц оксида индия-олова как электропроводящей основы для создания прозрачных и гибких ферментных биоэлектродов. По материалам исследований опубликовано 4 статьи в международных журналах, 1 статья принята к печати и будет опубликована в 2016 г. Все заявленные задачи Проекта были выполнены в полном объеме.
