Ижевск, Удмуртская республика, Россия
Ижевск, Удмуртская республика, Россия
В работе обобщены данные электрохимических экспериментов по исследованию диффузии толуидинового синего в гидрогелевых средах на основе биосовместимых гелеобразователей (желатина и альгината) и их комбинаций. Приведены расчеты коэффициентов диффузии на основании данных электрохимических экспериментов. Экспериментальные данные использованы для расчетов диффузионной задачи в модели, описывающей связь геометрии гелевой капли, коэффициента диффузии с временем формирования отклика и насыщением поверхности электрода электроактивными молекулами. Показаны ограничения диффузионной модели для описания экспериментальных данных. Сформулированы направления дальнейшего развития модели.
толуидиновый синий, циклическая вольтамперометрия, альгинат, желатин, гидрогели, COMSOL Multiphysics
1. Giobbe G.G., Crowley C., Luni C., Campinoti S., Khedr M., Kretzschmar K., De Santis M.M., Zambaiti E., Michielin F., Meran L., Hu Q., van Son G., Urbani L., Manfredi A., Giomo M., Eaton S., Cacchiarelli D., Li V., Clevers H., Bonfanti P., De Coppi P. Extracellular matrix hydrogel derived from decellularized tissues enables endodermal organoid culture. Nature communications, 2019, vol. 10, № 1, p. 5658. doi:https://doi.org/10.1038/s41467-019-13605-4
2. Stoytcheva M., Zlatev R., Cosnier S., Arredondo M. Square wave voltammetric determination of trypsin activity. Electrochim. Acta, 2012, vol. 76, pp. 43-47.
3. Fonseca K.B., Bidarra S.J., Oliveira MJ., Granja P.L., Barrias C.C. Molecularly designed alginate hydrogels susceptible to local proteolysis as three-dimensional cellular microenvironments. Acta Biomater., 2011, vol. 7, no. 4, pp. 1674-1682.
4. Tsivadze A.Y., Batishchev O.V., Andreev V.N., Petrikov S.S., Goroncharovskaya I.V., Evseev A.K., Shabanov A.K., Goldin M.M. Voltammetric analysis in blood serum in patients with severe combined trauma. Doklady Physical Chemistry, 2019, vol. 486, no. 1. pp. 67-69.
5. Андреев В.Н., Евсеев А.К., Гараева Г.Р., Гольдин М.М. Сопоставление редокс-потенциала и антиоксидантной активности сыворотки крови. Молекулярная медицина, 2013, № 4, С. 37-40. @@Andreev V.N., Evseev A.K., Garaeva G.R., Goldin M.M. Blood serum redox potential and antioxidant activity comparison. Molekulyarnaya medicina, 2013, no. 4, pp. 37-40. (In Russ.)
6. Shumyantseva V.V., Bulko T.V., Suprun E.V., Kuzikov A.V., Agafonova L.E., Archakov A.I. Electrochemical methods in biomedical studies. Biochem. Suppl. Ser. B Biomed. Chem., 2015, vol. 9, no. 3, pp. 228-243.
7. Черенков И.А. Раевских К.С., Сергеев В.Г., Кривилев М.Д. Моделирование протеазной активности с использованием электрохимического интерфейса. Актуальные вопросы биологической физики и химии, 2018, т. 3, № 2, c. 422-426. @@Cherenkov I.A., Raevskich K.S., Sergeev V.G. Krivilyov M. D. Modeling protease activity using the electrochemical interface. Aktual'nye voprosy biologicheskoj fiziki i himii, 2018, vol. 3, no. 2, pp. 422-426. (In Russ.)
8. Черенков И.А., Березина Л.С., Кривилев М.Д., Сергеев В.Г. Диффузия толуидинового синего в альгинат-желатиновом гидрогеле при воздействии пепсина. Актуальные вопросы биологической физики и химии, 2020, т. 5, № 3, c. 481-485. @@Cherenkov I.A., Berezina L.S., Krivilyov M. D., Sergeyev V.G. Diffusion of toluidine blue in alginate-gelatine hydrogel under the influence of pepsin. Aktual'nye voprosy biologicheskoj fiziki i himii, 2020, vol. 5, no. 3, pp. 481-485. (In Russ.)
9. Rawson F.J., Downard A.J., Baronian K.H. Electrochemical detection of intracellular and cell membrane redox systems in Saccharomyces cerevisiae. Sci. Rep., 2014, vol. 4, p. 5216.
10. Серов В.В., Шехтер А.Б. Соединительная ткань (функциональная морфология и общая патология). М.: Медицина, 1981, 312 c. @@Serov V.V., Shechter A.B. Connective tissue (functional morphology and general pathology). M.: Medicine, 1981, 312 p. (In Russ.)
11. Kumar S.A., Chen S.L., Chen S.M. Amperometric sensor for detection of the reduced form of nicotinamide adenine dinucleotide using a poly (pyronin B) film modified electrode. Electroanalysis, 2009, vol. 21, no. 12, pp. 1379-1386.
12. Huang J., Zeng Q., Bai S., Wang L. Application of Coal in Electrochemical Sensing. Anal Chem., 2017, vol. 89, no. 16, pp. 8358-8365.
13. Goudie M.J., Ghuman A.P., Collins S.B., Pidaparti R.M., Handa H. Investigation of diffusion characteristics through microfluidic channels for passive drug delivery applications. J. Drug Deliv., 2016. doi:https://doi.org/10.1155/2016/7913616
14. Электроаналитические методы, ред. Шольц Ф. М.: Бином «Лаборатория знаний», 2010, 326 с. @@Electroanalythical metods, ed. Scholz F., M: Binom “Laboratoriya znanij”, 2010, 326 p. (In Russ.)
