Preview

Доклады БГУИР

Расширенный поиск

Изучение электрокинетических возможностей сепарации и концентрирования бактерий (S.aureus) в цельной крови четырехэлектродным биосенсорным чип-форматом с прозрачными микроэлектродами

https://doi.org/10.35596/1729-7648-2022-20-5-73-81

Аннотация

Изучены электрокинетические возможности сепарации и концентрирования бактерий S.aureus в цельной крови человека (исследуемая смесь) с помощью новой конструкции четырехэлектродного биосенсорного чип-формата с прозрачными микроэлектродами. В исследованиях использована закрытая ячейка, в которую заливали исследуемую смесь. Электрокинетическое перемещение бактерий при концентрировании наблюдалось при подаче на первый и второй кольцевые внешние электроды переменного напряжения, а на третий и четвертый полукруглые центральные электроды – постоянного напряжения. Процесс сепарации эритроцитов и концентрирования бактерий фиксировался оптическим методом для модельных условий и в цельной крови. Показано, что концентрирование бактерий проявляется через 8 минут и увеличивается к 30 минуте в области центральных электродов в модельных условиях. Измерения были проведены на биосенсорных чип-форматах, имеющих практически одинаковые электрофизические параметры емкости и проводимости на частотах от 100 Гц до 1 МГц. Установлено, что амплитудно-частотный режим и биосенсорный чип-формат могут быть использованы для разработки методического обеспечения идентификации вида бактерий, но только оптическими методами. Показано, что для увеличения количества бактерий на центральных электродах в режиме концентрирования необходимо повысить скорость электроосмотического потока на переменном токе путем оптимизации состава среды и параметров электрического режима, чтобы уравнять скорости процессов сепарации и концентрирования

 

Об авторах

А. И. Драпеза
Белорусский государственный университет
Беларусь

Кандидат технических наук, доцент, ведущий научный сотрудник НИЛ клеточной инженерии и нанобиотехнологий 

г. Минск



С. К. Лазарук
Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники
Беларусь

Лазарук Сергей Константинович, доктор физико-математических наук, доцент, заведующий НИЛ 4.12 

220013, г. Минск, ул. П. Бровки, 6,
тел. +375-17-293-88-69



Г. А. Скороход
Белорусский государственный медицинский университет
Беларусь

Кандидат медицинских наук, доцент, ведущий научный сотрудник НИЛ внутрибольничных инфекций 

г. Минск



В. А. Лобан
Белорусский государственный университет
Беларусь

Кандидат технических наук, ведущий научный сотрудник НИЛ клеточной инженерии и нанобиотехнологий 

г. Минск



Т. И. Ореховская
Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники
Беларусь

Ведущий инженер-технолог НИЛ 4.12 

г. Минск



А. И. Хмельницкий
Белорусский государственный университет
Беларусь

Кандидат физико-математических наук, доцент  кафедры биофизики

г. Минск

 



Е. И. Гудкова
Белорусский государственный медицинский университет
Беларусь

Кандидат медицинских наук, доцент, руководитель НИЧ

г. Минск



А. В. Долбик
Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники
Беларусь

Научный сотрудник НИЛ 4.12 

г. Минск



Список литературы

1. Гальцева И.В., Давыдова Ю.О., Капранов Н.М., Джулакян У.Л., Менделеева Л.П. Роль и место проточной цитометрии в диагностике и мониторинге минимальной остаточной болезни при множественной миеломе. Онкогематология. 2017;2:80-94. DOI: 10.17650/1818-8346-2017-12-2-80-94.

2. Антонова О.С., Рудницкая Г.Е., Тупик А.Н., Буляница А.Л., Евстрапов А.А., Курочкин В.Е. Полимеразная цепная реакция: приборная и методическая реализация. Обзор аналитических характеристик. Научное приборостроение. 2011;21(4):5-21.

3. Афоничева П.К., Буляница А.Л., Евстрапов А.А. «Орган-на-чипе» – материалы и методы изготовления (обзор). Научное приборостроение. 2019;29(4):3-18.

4. Feyzkhanova G., Voloshin S., Smoldovskaya O., Arefieva A., Filippova M., Barsky V., Pavlushkina L., Butvilovskaya V., Tikhonov A., Reznikov Y., Rubina A. Development of a microarray-based method for allergen-specific IgE and IgG4 detection. Clinical proteomics. 2017;14:1-13. DOI: 10.1186/s12014-016-9136-7.

5. Драпеза А.И., Лазарук С.К., Гудкова Е.И., Лобан В.А., Ореховская Т.И., Хмельницкий А.И., Скороход Г.А. Оптимизация состава среды и размеров конструкционных элементов биопроцессорного чипа-формата с NI микроэлектродами для разделения и концентрации S.aureus в модельных условиях и в цельной крови. Сборник научных статей XII Международной научно-технической конференции «Средства медицинской электроники и новые медицинские технологии», Минск, 10 дек. 2020 г. Минск: БГУИР; 2020:163-169.

6. Лобан В.А., Драпеза А.И., Ореховская Т.И., Хмельницкий А.И., Руденко Д.А., Скороход Г.А., Гудкова Е.И. Экспериментальная установка для электрокинетического управления разделением и концентрированием клеток на поверхности планарной конструкции микрочипа из микрокапли суспензий. Современные методы и технологии создания и обработки материалов: сборник научных трудов в 3 кн. Книга 2. Минск: ФТИ НАН Беларуси; 2017:229-237.

7. Ореховская Т.И., Гудкова Е.И., Драпеза А.И., Лазарук С.К., Лобан В.А., Перко С.Л., Скороход Г.А., Хмельницкий А.И. Разработка и исследование биопроцессорного чип-формата на основе ITO микроэлектродов для манипуляций разделением и концентрированием клеток в гетерогенных суспензиях. Современные методы и технологии создания и обработки материалов: сборник научных трудов. Минск: ФТИ НАН Беларуси; 2019:67-74.


Рецензия

Для цитирования:


Драпеза А.И., Лазарук С.К., Скороход Г.А., Лобан В.А., Ореховская Т.И., Хмельницкий А.И., Гудкова Е.И., Долбик А.В. Изучение электрокинетических возможностей сепарации и концентрирования бактерий (S.aureus) в цельной крови четырехэлектродным биосенсорным чип-форматом с прозрачными микроэлектродами. Доклады БГУИР. 2022;20(5):73-81. https://doi.org/10.35596/1729-7648-2022-20-5-73-81

For citation:


Drapeza A.I., Lazaruk S.K., Skorokhod G.A., Loban V.A., Orekhovskaya T.I., Khmelnitsky A.I., Gudkova E.I., Dolbik A.V. Study of Electrokinetic Possibilities of Bacteria (S.aureus) Separation and Concentration by Developed Four-electrode Biosensor Chip Formats with ITO Microelectrodes in Whole Blood. Doklady BGUIR. 2022;20(5):73-81. (In Russ.) https://doi.org/10.35596/1729-7648-2022-20-5-73-81

Просмотров: 215


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 1729-7648 (Print)
ISSN 2708-0382 (Online)