КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Номер 15-19-10041

НазваниеАналитическая система для оперативной оценки интегральной токсичности физиологических жидкостей, природных и промышленных вод на основе микрофлюидных технологий и методов ферментативного биотестирования

РуководительБелобров Петр Иванович, Доктор физико-математических наук

Организация финансирования, регион Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский федеральный университет", Красноярский край

Период выполнения при поддержке РНФ

2015 г. - 2017 г.

Конкурс№7 - Конкурс 2015 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований с привлечением молодых исследователей».

Область знания, основной код классификатора 09 - Инженерные науки, 09-609 - Автоматизированные комплексы для биологии и медицины

Ключевые словабиотестирование, люцифераза, микрофлюидные аналитические системы, капельная микрофлюидика, биосенсор, экологический мониторинг, парамагнитные наночастицы, наноалмаз

Код ГРНТИ34.05.00, 34.05.25, 34.15.19

СтатусУспешно завершен

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

Аннотация
Проблема быстрого и качественного биотестирования сегодня является актуальной. Существуют традиционные методы биотестирования питьевой воды, промышленных стоков и биологических жидкостей, основанные на подопытных животных и простейших организмах. Однако их использование возможно лишь в лабораторных условиях. Эти методики сложно адаптировать к использованию в персональных устройствах биодиагностики. Также при таком биотестировании существует проблема высокой погрешности, связанной с индивидуальностью тестовых организмов. Одним из способов преодолеть эти проблемы является применение биотестирования на основе ферментативных методов, основанных на биолюминесцентной реакции, катализируемой люциферазой и NAD(P)H:FMN-оксидоредуктазой, выделенными из светящихся бактерий Vibrio harveyi. Через измерение каталитической активности чувствительных к загрязнителям ферментов, стало возможным делать выводы о степени загрязненности природных, промышленных вод и биологических жидкостей. По сравнению с традиционными методами анализа, во многих случаях, применение биолюминесцентных методов наряду с увеличением точности и чувствительности позволяет сократить стоимость анализов примерно на 70% и существенно сократить время их проведения. Однако на сегодняшний день отсутствует подходящий набор методик для автоматизации и внедрения ферментативного биолюминесцентного метода экспресс-тестирования природных, промышленных вод и биологических жидкостей. Методику ферментативного биотестирования необходимо автоматизировать и реализовать в виде одноразовых чипов с иммобилизованными компонентами тест-системы и в виде систем постоянной проточной диагностики на основе высокочастотных генераторов капель, в которых ферменты биолюминесцентной тест-системы будут связаны с наноалмазами, а реакции — осуществляться в изолированных нанолитровых объемах пробы. Данный проект направлен на создание автоматизированной высокочувствительной аналитической платформы для ферментативного биолюминесцентного тестирования природных, промышленных вод и биологических жидкостей с применением микрофлюидных технологий и функционализированных наночастиц. Люциферазная микрофлюидная платформа состоит из набора микрофлюидных компонентов (приводы, клапаны, смесители и пр.), биологического компонента и системы регистрации сигналов, которые легко сочетаются друг с другом в технологическом процессе производства миниатюрных биосенсоров. Наноалмазы станут важной частью системы регистрации сигналов в каплях, поскольку позволяют управлять активными веществами потоках жидкости в чипах. Научная новизна исследований заключается в теоретическом моделировании и проведении экспериментов, в которых сигнал формируется люциферазой и усиливается наночастицами в каплях, что позволяет создать новый метод экспресс-тестирования физиологических жидкостей и воды. Новизна инженерной разработки заключается в проектировании, изготовлении и отладке чипов на основе методов низкотемпературной герметизации чипов и иммобилизации белков позволяющих сохранить активность ферментов и солюбилизации наночастиц, позволяющих управлять этими белками в чипах. Технологическая новизна заключается в использовании коллективных эффектов взаимодействия наночастиц алмаза с молекулами белков в биомодуле в каплях-реакторах. При реализации этих подходов будет создано микрофлюидное устройство для аналитической оценки степени загрязненности исследуемых образцов и изучения ферментативных реакций в капле. Поскольку с биферментной люциферазной системой такой задачи автоматизации измерений ранее не проводилось, разработка такой платформы является принципиально новой задачей.

Ожидаемые результаты
В рамках проекта предполагается разработка проточного чипа для биологических экспериментов и непрерывного биотестирования на основе капельной микрофлюидики. Будут установлены особенности функционирования ферментов в каплях и разработаны методы биотестирования при введении наноалмазов с иммобилизованной люциферазой в капли-реакторы. Иммобилизация на наноалмазах позволяет защитить ферменты и предотвратить их взаимодействие с ПАВ на поверхностях капель, выход люциферазы в масляную фазу и управлять положением агрегированных с ней молекул в чипе. Будут проведены исследования параметров ферментативной реакции с бактериальной люциферазой в каплях-реакторах в установках для проточных экспериментов с частотой генерации от 10 капель в секунду. Изучение особенностей работы ферментов в микрокаплях позволят лучше понимать их функционирование и сопряжение в полиферментативных цепочках in vivo. Одним из основных планируемых результатов является разработка автоматической высокочувствительной аналитической платформы и разработка методики для экспресс-анализа природных, промышленных вод и биологических жидкостей путем автоматизации методик ферментативного биолюминесцентного тестирования на базе микрофлюидных чипов. Результат позволит в короткие сроки выводить на рынок чипы для экспресс-биотестирования воды, разрабатывать устройства для неинвазивной персональной неклинической диагностики эндотоксикоза. Будет разработана методика низкотемпературной герметизации микрофлюидных чипов из полиметилметакрилата (ПММА), которая не повреждает иммобилизованные в чипе ферменты. Проблема герметизации является одной из базовых проблем в области микрофлюидики. Новая методика позволит масштабировать производство чипов с иммобилизованными термочувствительными ферментами от лабораторных объемов (десятки чипов) до серий чипов (тысячи чипов) из наиболее дешевого подходящего материала (ПММА). Планируется разработка прототипа и изготовление лабораторной партии люциферазных микрофлюидных чипов для определения интегральной степени загрязненности воды по совокупности превышений ПДК, а также степени интегральной токсичности физиологических жидкостей. Будут изучены и определены параметры активности иммобилизованной ферментативной системы в зависимости от времени хранения чипов при различных температурных режимах. Данная разработка внесет свой вклад в проблему мониторинга окружающей среды, а также ранней диагностики эндотоксикоза, что уменьшит риски при самолечении, клинической терапии и физических тренировках. Разработка имеет потенциал для коммерциализации в виде сменных одноразовых микрофлюидных чипов в портативном устройстве, которое будет изготовлено в рамках проекта.

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Аннотация результатов, полученных в 2015 году
В ходе выполнения первого этапа проекта получена экспериментальная партия микрофлюидных чипов с размещенными внутри реагентами. Эти чипы позволяют с точностью до ПДК определять наличие трех модельных загрязняющих веществ в воде. При разработке и изготовлении полимерных микрофлюидных чипов были получены следующие результаты: - определен оптимальный вариант обработки ПММА для иммобилизации реагентов биолюминесцентного анализа (NAD(P)H:FMN-оксидоредуктазы, бактериальной люциферазы, NADH и миристинового альдегида) в реакторах микрофлюидных чипов; - разработана безопасная для ферментов методика герметизации микрофлюидных чипов при комнатной температуре; - определено влияние выбранных растворителей (ацетон и 1,2-дихлорэтан) на реагенты биолюминесцентного анализа в крахмальных пленках; - с помощью численного моделирования выбрана геометрия микрофлюидного чипа, обеспечивающая равномерное распределение FMN в реакторе для биолюминесцентной реакции; - предложена методика ферментативного биотестирования с применением микрофлюидных чипов; - спроектирован и изготовлен прототип люциферазного микрофлюидного чипа для определения токсичности жидких проб; - разработан электронный модуль на основе твердотельных лавинных фотоумножителей (SiPM) для регистрации светового излучения биолюминесцентной реакции в микрофлюидных чипах; - изготовлен опытный образец трехканального пневматического контроллера давлений, предназначенный для управления потоками жидкостей в микрофлюидных чипах. Проведенные работы и полученные в рамках данного этапа результаты, полностью соответствуют перечню заявленных работ и позволяют в дальнейшем приступить к выполнению второго этапа проекта. Информация о проекте в сети Интернет: http://mfba.molpit.org

Публикации

1. V. A. Kratasyuk, E. N. Esimbekova. Applications of luminous bacteria enzymes in toxicology Combinatorial Chemistry & High Throughput Screening, 18 (10), 952-959 (2015). (год публикации - 2015)

2. И. В. Кухтевич, Я. С. Посмитная, К. И. Белоусов, А. С. Букатин, А. А. Евстрапов Принципы, технологии и устройства "капельной" микрофлюидики. Ч. 1 (Обзор) Научное приборостроение, № 3, том 25, c. 65–85 (год публикации - 2015)

3. И. В. Кухтевич, Я. С. Посмитная, К. И. Белоусов, А. С. Букатин, А. А. Евстрапов Принципы, технологии и устройства "капельной" микрофлюидики. Ч. 2 (Обзор) Научное приборостроение, № 3, том 25, c. 94–109 (год публикации - 2015)

4. А. А. Евстрапов, А. Л. Буляница Нанотехнологии в биологии и медицине. Микрофлюидика : курс лекций Красноярск, БИК СФУ, Красноярск : СФУ, 2015. - 133 c. (год публикации - 2015)

5. PI Belobrov, IA Denisov, КA Lukyanenko, AS Yakimov, EN Esimbekova, KI Belousov, AS Bukatin, IV Kukhtevich, VV Sorokin, AA Evstrapov. Microfluidic bioassay based on bacterial luciferase and NADH:FMN-oxidoreductase NanoBioMed2015, Barcelona, Spain, 18-20 November 2015 (год публикации - 2015)

6. Белоусов К. И., Кухтевич И. В., Букатин А.С., Евстрапов А. А. Численное моделирование перемешивания веществ внутри капли в различных инжекторах микрофлюидного чипа Материалы XVI Всероссийской конференции молодых ученых по математическому моделированию. г. Красноярск, Россия. 28-30 октября 2015 г. - Новосибирск: ИВТ СО РАН, ИВТ СО РАН, 2015. — 112 стр, с. 24-25. (год публикации - 2015)

7. К.И. Белоусов, А.С. Букатин, И.А. Денисов, А.А. Евстрапов, Е.Н. Есимбекова, И.В. Кухтевич, К.А. Лукьяненко, В.В. Сорокин, А.С. Якимов, П.И. Белобров Микрофлюидные технологии создания сторожков и лабочипов для биомедицинских исследований Актуальные проблемы биологии, нанотехнологий и медицины. Материалы VI Междунар. науч.-практ. конф.; Южный федеральный университет. – Ростов-на-Дону, ISBN 978-5-9275-1664-3, стр.124-125. (год публикации - 2015)

Аннотация результатов, полученных в 2016 году
В ходе выполнения второго этапа проекта работа выполнялась по двум основным направлениям: доработке аналитической системы на основе одноразовых люциферазных микрофлюидных чипов и создании проточной капельной аналитической системы для биотестирования. В области аналитической системы на основе одноразовых микрофлюидных чипов была проведена оптимизация топологии чипов и способа размещения реагентов в них. Также была улучшена установка для низкотемпературной герметизации чипов, что позволило проводить одновременную герметизацию до 5 чипов в зависимости от их размеров. Кроме того, были начаты эксперименты по изучению условий и способов хранения одноразовых чипов, которые продолжатся на следующем этапе проекта. Помимо этого была произведена интеграция компонентов люциферазной микрофлюидной платформы (чипов, детектора, перемешивателя) и разработан прототип портативного аналитического устройства. В области разработки проточной аналитической системы для биотестирования в каплях были разработаны две топологии микрофлюидных генераторов капель для получения капель различных объемов 4–500 пл. Для этого широко применялись методы численного моделирования. Для испытания этих чипов был собран специальный экспериментальный стенд на основе ФЭУ и специального ПО для анализа сигналов ферментативных реакций в каплях проточных чипов. Все это позволило разработать методику проточного ферментативного биотестирования в каплях. Получившаяся ферментативная биолюминесцентная система в каплях обладает в 10 раз большей чувствительностью к медному купоросу, чем она же, но иммобилизованная в одноразовых микрофлюидных чипах. Для дальнейшего развития полученной методики биотестирования в каплях необходимо стабилизировать ферменты до того момента, когда они необходимы в биолюминесцентной реакции. Для этого была получена технология формирования комплекса nDC-люцифераза и зарегистрирован биолюминесцентный сигнал от отдельных капель, в которые люцифераза была доставлена с помощью nDC. Проведенные работы и полученные в рамках данного этапа результаты соответствуют перечню заявленных работ и позволяют приступить к выполнению третьего этапа проекта. Информация о проекте в сети Интернет: http://mfba.molpit.org

Публикации

1. Белоусов К.И., Денисов И.А., Лукьяненко К.А., Якимов А.С., Букатин А.С., Кухтевич И.В., Сорокин В.В., Есимбекова Е.Н., Белобров П.И., Евстрапов А.А. Dissolution and mixing of flavin mononucleotide in microfluidic chips for bioassay Journal of Physics: Conference Series, Volume 741, Number 1, 012058 (год публикации - 2016) https://doi.org/10.1088/1742-6596/741/1/012058

2. Букатин А.С., Мухин И.С., Малышев Е.И., Кухтевич И.В., Евстрапов А.А., Дубина М.В. Fabrication of high-aspect-ratio microstructures in polymer microfluid chips for in vitro single-cell analysis Technical Physics, V.61, I.10, pp. 1566-1571 (год публикации - 2016) https://doi.org/10.1134/S106378421610008X

3. Денисов И.А. Luciferase-based bioassay for rapid pollutants detection and classification by means of multilayer artificial neural networks Sensors and Actuators B: Chemical, Volume 242, April 2017, Pages 653–657 (год публикации - 2017) https://doi.org/10.1016/j.snb.2016.11.071

4. Лукьяненко К.А., Белоусов К.И., Денисов И.А., Якимов А.С., Есимбекова Е.Н., Букатин А.С., Евстрапов А.А., Белобров П.И. Active mixing of immobilized enzymatic system in microfluidic chip (на рецензии) Micro&nano letters, - (год публикации - 2017)

5. Лукьяненко К.А., Денисов И.А., Якимов А.С., Есимбекова Е.Н., Белоусов К.И., Букатин А.С., Кухтевич И.В., Сорокин В.В., Евстрапов А.А., Белобров П.И. Аналитические и ферментативные реакции в микрофлюидных чипах Биотехнология, Т.32, №5, 69-76, 2016 (год публикации - 2016) https://doi.org/10.1016/0234-2758-2016-32-5-69-76

6. Филатов Н.А, Белоусов К.И., Букатин А.С., Кухтевич И.В., Евстрапов А.А. The study of mixing of reagents within a droplet in various designs of microfluidic chip Journal of Physics: Conference Series, Volume 741, Number 1, 012052 (год публикации - 2016) https://doi.org/10.1088/1742-6596/741/1/012052

7. Белобров П.И., Денисов И.А., Зимин А.А, Гордеев С.К. Graphene and Graphane Flakes into Nanodiamond – Pyrocarbon Composites Conference Abstract Book. 2nd Annual World Congress of Smart Materials - 2016, - (год публикации - 2016)

8. Белобров П.И., Якисов А.С., Денисов И.А., Лукьяненко К.А., Есимбекова Е.Н., Евстрапов А.А. Luciferase-Based Microfluidic Platform for Point of Care Testing and Nanomedicine Applications Conference Abstract Book. 6th Annual Annual World Congress of Nano Science & Technology – 2016, - (год публикации - 2016)

9. Белоусов К.И., Денисов И.А., Лукьяненко К.А., Якимов А.С., Букатин А.С., Кухтевич И.В., Сорокин В.В., Есимбекова Е.Н., Белобров П.И., Евстрапов А.А. Dissolution and mixing of flavin mononucleotide in microfluidic chips for bioassay Book of abstracts. 3rd International School and Conference "Saint-Petersburg OPEN 2016", - (год публикации - 2016)

10. Денисов И.А., Якимов А.С., Лукьяненко К.А., Букатин А.С., Кухтевич И.В., Есимбекова Е.Н., Белоусов К.И., Евстрапов А.А., Белобров П.И. Luciferase-based disposable bioassay chips for point-of-care devices Book of abstracts, Microfluidics, EMBL 2016, - (год публикации - 2016)

11. Денисов И.А., Якимов А.С., Лукьяненко К.А., Есимбекова Е.Н., Сорокин В.В, Белобров П.И. Платформа для разработки портативных диагностических устройств на примере люциферазных чипов для биотестирования Вторая ежегодная конференция Ассоциированной Российско-Канадской лаборатории биомолекулярных и медицинских технологий, Красноярский государственный медицинский университет им. проф. В.Ф. Войно-Ясенецкого, - (год публикации - 2016)

12. Есимбекова Е.Н., Кратасюк В.А. Конструирование новых методов и реагентов для биолюминесцентного ферментативного анализа Научные труды V Съезда физиологов СНГ, V Съезда биохимиков России, Конференции ADFLIM, ACTA NATURAE, спецвыпуск Том 2. Под ред. А.И. Григорьева, Ю.В. Наточина, Р.И. Сепиашвили, А.Г. Габибова, В.Т. Иванова, А.П. Савицкого — 2016. — 254 с. (год публикации - 2016)

13. Лукьяненко К.А., Денисов И.А., Якимов А.С., Есимбекова Е.Н., Белоусов К.И., Букатин А.С., Кухтевич И.В., Сорокин В.В., Евстрапов А.А., Белобров П.И. Disposable microfluidic chips for bioluminescent bioassay Book of Abstracts, 19th International Symposium on Bioluminescence & Chemiluminescence 2016, - (год публикации - 2016)

14. Филатов Н.А., Белоусов К.И., Букатин А.С., Кухтевич И.В., Евстрапов А.А. The study of mixing of reagents within a droplet in various designs of microfluidic chip Book of abstracts. 3rd International School and Conference "Saint-Petersburg OPEN 2016", - (год публикации - 2016)

Аннотация результатов, полученных в 2017 году
В ходе выполнения третьего этапа проекта была продолжена работа по двум основным направлениям развития люциферазной микрофлюидной платформы: проточной аналитической системы с биолюминесцентной системой в каплях и аналитической системы на основе одноразовых микрофлюидных чипов. В области одноразовых микрофлюидных чипов был разработан лабораторный прототип компактного люминометра и проведено сопряжение одноразовых чипов с ним. Был оптимизирован состав биолюминесцентной системы в чипе для повышения интенсивности излучения и чувствительности к токсическим веществам. Также было проведено сравнение полученных одноразовых чипов с референтными методами биотестирования, применяющимися в службах экологического мониторинга, на реальных пробах воды. Результаты испытаний показали, что разработанные одноразовые микрофлюидные чипы с биолюминесцентной системой бактерий показывают сопоставимый по чувствительности к токсическим веществам результат. Помимо этого были исследованы различные температурные режимы хранения одноразовых чипов и определена оптимальная температура для хранения в течение длительного срока (до полугода). Для проточной системы в реакторах-каплях были изучены особенности функционирования ферментов биолюминесцентной системы в каплях различной вязкости, различного состава и при взаимодействии с комплексами наночастиц алмаза. Было показано, что повышение вязкости в каплях приводит к уменьшению интенсивности излучения реакции. Определен состав системы, позволивший повысить соотношение сигнал/шум с 10:1, что было достигнуто в прошлом году, до 1000:1. Сорбирование люциферазы на комплексы наноалмаза привело к повышению термостабильности люциферазы, что позволило ее хранить при комнатной температуре без потери активности в течение 20 часов. Также была разработана теоретическая модель взаимодейтвия люциферазы наноалмазом. Результаты моделирования показали, что благодаря заряду комплекса детонационационного наноалмаза люцифераза сорбируется на поверхности, в том числе встраивается в поры наноалмаза. По итогам проведенной работы была разработана люциферазная микрофлюидная платформа, набор методик для производства лабораторных партий микрофлюидных чипов и технологическая карта. Также на основе результатов проведенных исследований были сформулированы дальнейшие направления исследования для развития разработанной платформы.

Публикации

1. Денисов И.А. Luciferase-based bioassay for rapid pollutants detection and classification by means of multilayer artificial neural networks (перезалито Q1) Sensors and Actuators, B: Chemical, V. 242, 2017, Pp. 653-657 (год публикации - 2017) https://doi.org/10.1016/j.snb.2016.11.071

2. Денисов И.А., Лукьяненко К.А., Якимов А.С., Кухтевич И.В., Есимбекова Е.Н., Белобров П.И. Disposable luciferase-based microfluidic chip for rapid assay of water pollution (на рецензии) Luminescence, - (год публикации - 2018)

3. Лукьяненко К.А., Белоусов К.И., Денисов И.А., Якимов А.С., Есимбекова Е.Н., Букатин А.С., Евстрапов А.А., Белобров П.И. Active mixing of immobilised enzymatic system in microfluidic chip (обновлены выходные данные) Micro and Nano Letters, 12(6), p. 377-381 (год публикации - 2017) https://doi.org/10.1049/mnl.2016.0646

4. Лукьяненко К.А., Денисов И.А., Якимов А.С., Есимбекова Е.Н., Белоусов К.И., Букатин А.С., Кухтевич И.В., Сорокин В.В., Евстрапов А.А., Белобров П.И. Analytical Enzymatic Reactions In Microfluidic Chips (перевод из журнала Биотехнология за 2016 г.) Applied Biochemistry and Microbiology, - (год публикации - 2017)

5. Евстрапов А.А., Белобров П. И., Буляница А. Л., Белоусов К. И., Букатин А. С., Денисов И. А., Есимбекова Е. Н., Кухтевич И. В., Лукьяненко К. А., Посмитная Я.С., Сорокин В. В., Якимов А.С. Микрофлюидные технологии биологического анализа природных и промышленных вод Издательство СО РАН, - (год публикации - 2017)

6. Буляница А.Л., Белоусов К.И., Евстрапов А.А. Applicability of submerged jet model to describe the liquid sample load into measuring chamber of micron and submillimeter sizes Journal of Physics: Conference Series, 917 (2017) 042021 (год публикации - 2017) https://doi.org/10.1088/1742-6596/917/4/042021

7. Ноздрюхин Д.В., Белоусов К.И., Филатов Н.А., Букатин А.С. The study of monodisperse water-in-oil macroemulsion dynamics in a microfluidic chip Journal of Physics: Conference Series, 917 (2017) 042015 (год публикации - 2017) https://doi.org/10.1088/1742-6596/917/4/042015

8. Лукьяненко К.А., Денисов И.А., Сорокин В.В. Люминометр -, RU2017129045 (год публикации - )

Возможность практического использования результатов
Результаты проведенных за три года работ позволяют выделить ряд направлений, которые имеют потенциал для коммерциализации и выхода на международный рынок. 1) Портативный люминометр Был разработан лабораторный прототип портативного люминометра и подана заявка на полезную модель под названием «Люминометр» (заявка №2017129045). Его особенностями являются: - возможность длительной автономной работы; - компактные размеры при сохранении чувствительности, сопоставимой с тридационными стационарными люминометрами, вроде GloMax 20/20 (Promega, США); - измерительная камера, ориентированная на работу с плоскими образцами (срезами, тест-полосками, микрофлюидными чипами). В том числе в измерительную камеру была встроена система активного перемешивания, которая может использоваться при работе с микрофлюидными чипами. Такой люминометр может применяться для проведения любых видов биолюминесцентных аналитических реакций, автоматизированных в микрофлюидных чипах. 2) Портативный биосенсор для экологического мониторинга Были разработаны одноразовые микрофлюидные чипы с иммобилизованной биолюминесцентной системой бактерий. Сопряжение этих чипов с портативным люминометром позволяет разработать компактный биосенсор для проведения экологического мониторинга. Такой биосенсор может быть использован для проведения предварительного анализа водных проб в полевых условиях для уменьшения количества образцов, отправляемых в стационарные лаборатории служб экологического мониторинга, что позволит экономить время и стоимость анализов. Кроме того, данный биосенсор может использоваться в туристических походах людьми, занимающимися активным туризмом. 3) Расширение количества проводимых анализов с использованием одноразовых чипов Существует возможность для расширения проводимых видов анализов с помощью одноразовых люциферазных чипов. На основе разработанной люциферазной микрофлюидной платформы возможно провести адаптацию биолюминесцентной системы для анализа эндотоксикоза организма человека по плазме крови. Также путем замены части реагентов биферментной системы в чипе возможна разработка специализированных чипов для определения степени бактериальной обсемененности или определения концентрации глюкозы. Такие портативные ручные биосенсоры могут найти широкое применение в частных медицинских учреждениях, федеральных клиниках и медицинских лабораториях, что в итоге позволит расширить ассортимент и повысить качество оказываемых услуг. 4) Аналитическая система с биолюминесцентными каплями микроэмульсии для непрерывного экологического мониторинга водных проб. Разработанную аналитическую систему непрерывного мониторинга водных проб можно использовать на станциях водозабора в качестве системы раннего оповещения. Благодаря тому, что что каждая капля с биолюминесцентной системой представляет собой отдельный микрореактор, можно с высокой скоростью и достоверностью реагировать на изменения в качестве анализируемой пробы. Такая система позволит оперативно по сравнению с рачками и дафниями выявлять повышение токсичности анализируемой пробы, которую затем будут отдавать в лабораторию для проведения химанализа для выявления источника загрязнения. 5) Система автоматической классификации загрязняющих веществ На основе разработанных алгоритмов по обучению нейросетей для проведения классификации загрязняющих веществ возможно создание автоматизированной системы, которая по анализу кинетики кривой биолюминесцентной реакции будет выдавать прогноз по типу загрязнителя. Эффективность системы будет повышаться с увеличением доступных эмпирических данных. Такая система позволит сузить потенциальный круг загрязняющих веществ, что приведет к экономии дорогостоящих реагентов при проведении химанализа и, как следствие, снижению его стоимости. Полученные в ходе работы над проектом результаты имеют хорошую перспективу для дальнейшего развития в рамках стратегии НТИ, в частности HealthNet и SafeNet.