Анотація до роботи:

Левковець І. А. РОЗРОБКА ІНСТРУМЕНТАЛЬНИХ АНАЛІТИЧНИХ БІОТЕСТІВ ТА ВИВЧЕННЯ ЇХНІХ ОСНОВНИХ ХАРАКТЕРИСТИК ПРИ ВИЗНАЧЕННІ ТОКСИЧНОСТІ ОБ’ЄКТІВ ДОВКІЛЛЯ. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата біологічних наук за спеціальністю 03.00.20 - біотехнологія. - Інститут біохімії ім. О. В. Палладіна НАН України, Київ, 2005.

Дисертацію присвячено розробці експресних методів біотестування на основі хемілюмінесценції екзометаболітів дафній та біолюмінесценції бактерій для оцінки загальної токсичності об’єктів довкілля та прототипу оптичного імунного біосенсору на основі Optical Waveguide Lightmode Spectroscopy для визначення індивідуальних токсикантів.

Підібрано оптимальні умови визначення активованої хемілюмінесценції екзометаболітів дафній. Досліджено характер та інтенсивність активованої хемілюмінесценції екзометаболітів дафній залежно від впливу на них різних концентрації токсичних речовин, таких, як біхромат калію, метоміл, трифлюралін, твін-80 та тритон Х-100.

Методами біотестування на основі активованої хемілюмінесценції екзометаболітів дафній та біолюмінесценції бактерій проведено визначення загальної токсичності водних розчинів деяких типів поверхнево-активних речовин (ПАР) для оптимізації технологічного процесу їх окислювальної обробки. Встановлено оптимальний за параметрами витрат реагентів і тривалості процесу режим попереднього окислення розчинів ПАР для подальшої біосорбції. Показано, що біосорбція частково окислених ПАР дозволяє повністю усунути токсичність, обумовлену присутністю у водному середовищі ПАР та продуктів їх розкладу.

Розроблено прототипи імуносенсорів для визначення різних модельних сполук, які включають два білки (сироватковий альбумін бика та білок теплового шоку-70), а також активний компонент пестицидів – трифлюралін.

1. Розроблено, досліджено та запропоновано для практичного використання інструментальні аналітичні біотести на основі активованої хемілюмінесценції екзометаболітів дафній та бактеріальної біолюмінесценції для контролю рівня загальної токсичності об’єктів довкілля, а також прототип оптичного імунного біосенсору на основі OWLS для визначення індивідуальних токсикантів.

2. Розроблено метод визначення різних типів токсичних речовин на основі активованої хемілюмінесценції екзометаболітів інкубаційного середовища дафній. Чутливість методу по відношенню до стандартного токсиканту біхромату калію становить 0,005 мг/л, що на 2,5 порядки вище, ніж при використанні стандартного методу, основаного на підрахунку кількості іммобілізованих дафній.

3. Оцінено методами біотестування на основі хемілюмінесценції екзометаболітів дафній та бактеріальної біолюмінесценції загальну токсичність водних розчинів поверхнево-активних речовин, таких як оксиетильований нонілфенол та алкілбензолсульфонат натрію, для оптимізації технологічного процесу їх окислювальної обробки.

4. Розроблено та застосовано в модельних експериментах методи іммобілізації макромолекул та молекул малого розміру на аміномодифіковану поверхню OWLS-чипу з використанням глутарового альдегіду та сукцинового ангідриду.

5. Розроблено та визначено робочі характеристики оптичного OWLS-імунного біосенсору для аналізу трифлюраліну з порогом чутливості до 1 пг/мл.

6. Експериментально встановлено оптимальні умови визначення макромолекул та молекул з малого розміру за допомогою імунного біосенсору на основі OWLS, а саме – знайдено шляхи корекції зменшення в часі інтенсивності відгуків біосенсору на різні концентрації досліджуваних речовин, а саме показано, що це можна проводити шляхом віднімання від величини реєструємих сигналів значень, що відповідають тим, які встановлено при дослідженні контрольних розчинів.

Публікації автора:

1. Ивашкевич С. П., Левковец И. А., Назаренко В. И., Стародуб Н. Ф. Хемилюминесценция среды обитания дафний и оптимизация условий ее определения // Украинский биохимический журнал – 2002. – Т. 74, № 3. – С. 77 – 81.

2. Левковець І. А., Івашкевич С. П., Назаренко В. І., Стародуб М. Ф. Застосування хемілюмінесцентного методу для визначення чутливості Daphnia magna до різних типів токсичних речовин // Український біохімічний журнал – 2002. – Т. 74, № 6. – С. 120 – 124.

3. Левковец И. А., Стародуб Н. Ф., Назаренко В. И., Ивашкевич С. П., Гончарук В. В., Клименко Н. А., Вакуленко В. Ф., Швадчина Ю. О. Оценка токсичности водных растворов ПАВ в процессе их окислительной обработки // Химия и технология воды – 2003. – Т. 25, № 1 – С. 30 – 42.

4. Кацев А. М., Стародуб Н. Ф., Левковец И. А., Гончарук В. В., Клименко Н. А., Вакуленко В. Ф. Использование бактериальной биолюминесценции для тестирования токсичности воды при ее очистке от ПАВ // Химия и технология воды – 2003. – Т. 25, № 6 – С. 594 – 602.

5. Starodub N. F., Starodub V. V., Katzev A. M., Levkovetz I. A., Dibrova T. L., Krivenchuk V. E., Schapovalenko V. F. Optical and electrochemical biosensor for express environmental monitoring / L. Barsanti et al. (eds.) Molecular Electronics: Biosensors and Biocomputers. – 2003. – P. 355 – 372.

6. Levkovets I., Adnyi N., Trummer N., Vradi M., Szendr I., Starodub N. F., Szkcs A. Development of optical (OWLS) immunosensors for macromolecules and small analytes // Biokmia. – 2004. XXVIII. – Р. 2 – 9.

7. Starodub N. F., Nazarenko V. I., Moiseyenko K. J., Levkovets I. A., Ivashkevich S. P. Daphnia and luminescent reaction based biosensor for control of general toxicity of environment // Proceeding of 5^th International Conference on Cellular Engineering, Aachen, Germany, 4-6 July. – 2001. – Р.4-6.

8. Levkovetz I. A., Starodub N. F., Ivashkevich S. P. et al. New biosensor approach for total toxicity control of environment // Abstract Book of NATO ARW “Frontiers in molecular-scale science and technology of fullerene, nanotube, nanosilicon, biopolymer (DNA, protein) multifunctional nanosystems. (Kiev, 9-12 September, 2001). – Kiev. – 2001. – P. 11.

9. Starodub N. F., Ivashkevich S. P., Levkovetz I. А., Nazarenko V. I., Klimenko N. A. Express and instrumental analysis of total water toxicity by Daphnia chemiluminescent and microbilogical electrochemical biosensors. // Abstract Book of 10^th ISSP & Workshop “Solubility phenomena”, 21-26 July 2002, St. Constantine Resort, Varna, Bulgaria. – 2002. – P. 56.

10. Назаренко В. І., Левковець І. А., Івашкевич С. П., Гойстер О. С. Визначення токсинів хемілюмінесцентним біотестуванням // Стендові повідомлення. Український біохімічний журнал – 2002. – Т. 74, № 4 б (додаток 2). – С. 189.

11. Ивашкевич С. П., Левковец И. А., Клименко Н. А. Хемилюминесцентный биотест на основе дафний с целью контроля процесса очистки воды // Там же, – С.182 – 183.

12. Szkcs A., Levkovets I., Ernst A., Starodub N. Monitoring the presence and aquatic ecotoxicity of pesticides // 7^th Int. HCH & Pesticides Forum, June 5-7, 2003, Kiev, Ukraine. – P. 114.