The object of research, development or design (in Russian) : Оспа обезьян (monkeypox virus, MPXV) представляет собой оболочечный двухцепочечный ДНК-вирус, передаваемый от животных, принадлежащий к роду Orthopoxvirus. Последние данные свидетельствуют о том, что заболеваемость MPXV в неэндемичных странах увеличивается. Белок MPXV A29 расположен на оболочке вируса и играет ключевую роль в репликации вируса, слиянии вируса с мембраной клетки-хозяина и выходе вируса. Он считается важнейшим белком-мишенью для иммуноанализов, нацеленных на вирус MPXV.

The object of research, development or design (in Kazakh) : Маймыл шешегінің вирусы (MPXV) – Orthopoxvirus тұқымдасына жататын, жануарлардан берілетін, конверттелген, қос тізбекті ДНҚ вирусы. Соңғы деректер MPXV ауруының эндемиялық емес елдерде артып келе жатқанын көрсетеді. MPXV A29 ақуызы вирустық конвертте орналасқан және вирустың репликациясында, вирустың жасушалық мембранамен қосылуында және вирустың шығуында маңызды рөл атқарады. Ол MPXV бағытталған иммундық талдаулар үшін маңызды ақуыз нысанасы болып саналады.

Aim of work (in Russian) : В 2024 г. целью нашего проекта являлись функционализация поверхности IDE (interdigitated electrode, встречно-штыревой электрод) и оптимизация условий измерения электорхимическоги импедансного биосенсора для быстрого обнаружения белка A29 MPXV.

Aim of work (in Kazakh) : 2024 жылы жобаның мақсаты IDE (аралас электрод) бетін функционализациялау және A29 MPXV протеинін жылдам анықтау үшін электрохимиялық импеданс биосенсорының өлшеу шарттарын оңтайландыру болды.

Методы исследования (на русском) : Измерения EIS были записаны с использованием анализатора импеданса PalmSens3 (PalmSens BV, Нидерланды) и программного обеспечения PSTrace 5.8, подключенного к портативному компьютеру и IDE. Все электроды измерялись в 0,01 М буфере PBS (рН 7,4) с 2 мМ ферро/феррицианидом [Fe(CN)6]3-/4- (буфер окислительно-восстановительной пары) при комнатной температуре внутри изготовленной на заказ клетки Фарадея. Сигналы были записаны на графике Найквиста, а подгонка (симуляция) схемы будет выполнена с использованием анализатора спектра EIS и программного обеспечения PSTrace путем подбора модели к эквивалентной схеме Рэндлса. IDE состоит из двух рабочих электродов, вспомогательного электрода и электрода сравнения, все из золота, и использовались в качестве преобразователя. Чувствительная площадь рабочих электродов составляет 4 мм2 и состоит из 52 пар (полос) с шириной запрещенной зоны и шириной полосы 10 мкм. Все измерения проводились в трех повторностях, и для сообщения результатов использовалось среднее значение повторов, стандартные отклонения и стандартные ошибки от среднего значения.

Методы исследования (на казахском) : EIS өлшемдері PalmSens3 импеданс анализаторы (PalmSens BV, Нидерланды) және ноутбук компьютеріне және IDE-ге қосылған PSTrace 5.8 бағдарламалық құралы арқылы жазылды. Барлық электродтар 0,01 М PBS буферінде (рН 7,4) 2 мМ ферро/феррицианидпен [Fe(CN)6]3-/4- (тотықсыздандырғыш жұп буфері) бөлме температурасында арнайы Фарадей торының ішінде өлшенді. Сигналдар Nyquist сызбасына жазылды және схеманы орнату (имитациялық) EIS спектр анализаторы мен PSTrace бағдарламалық құралы арқылы модельді Randles балама схемасына сәйкестендіру арқылы орындалды. IDE екі жұмыс электродынан, көмекші электродтан және анықтамалық электродтан тұрады, барлығы алтыннан жасалған және түрлендіргіш ретінде қолданылған. Жұмыс электродтарының сезімтал ауданы 4 мм2 және жолақ саңылауы мен жолақ ені 10 мкм болатын 52 жұптан (жолақтардан) тұрады. Барлық өлшеулер үш данада орындалды және нәтижелерді хабарлау үшін қайталаулардың орташа мәні, стандартты ауытқулар және орташа мәннен стандартты қателер пайдаланылды.

Obtained results and novelty (in Russian) : В этом исследовании мы рассмотрели необходимость быстрого обнаружения MPXV, разработав биосенсор с высокой чувствительностью и специфичностью для белка MPXV A29. Используя прямой ИФА, мы установили оптимальную концентрацию обнаружения 500 нг/мл для моноклональных антител MPXV A29, которая была применена в последующих тестах чувствительности и специфичности. Оптимизированный ИФА продемонстрировал предел обнаружения 4,08 нг/мл и не показал перекрестной реактивности с нецелевыми белками, такими как MPXV L1R и спайковый белок RBD SARS-CoV-2. Кроме того, исследования аффинности связывания с использованием SPR с сенсорным чипом NTA, иммобилизованным ионами Ni²⁺, дали KD 8,34 нМ, что показывает сильное взаимодействие между моноклональными антителами MPXV A29 и целевым белком. Биосенсор на основе EIS был успешно разработан, достигнув предела обнаружения 0,229 нг/мл в диапазоне обнаружения 0,025–5 нг/мл, что подчеркивает его потенциал для обнаружения более низких концентраций MPXV A29. Дальнейшая работа будет сосредоточена на улучшении производительности сенсора EIS и дальнейшей характеристике электрода с использованием атомно-силовой микроскопии.

Obtained results and novelty (in Kazakh) : Бұл зерттеуде біз MPXV A29 протеині үшін жоғары сезімталдығы мен ерекшелігі бар биосенсорды жасау арқылы MPXV жылдам анықтау қажеттілігін қарастырдық. Тікелей ELISA көмегімен біз MPXV A29 мАб үшін 500 нг/мл оңтайлы анықтау концентрациясын белгіледік, ол кейінгі сезімталдық пен ерекшелік сынақтарында қолданылды. Оңтайландырылған ELISA анықтаудың 4,08 нг/мл шегін көрсетті және MPXV L1R және SARS-CoV-2 RBD протеині сияқты мақсатты емес ақуыздармен айқаспалы реактивтілікті көрсетпеді. Сонымен қатар, Ni²⁺ иондарымен иммобилизацияланған NTA сенсоры чипі бар SPR көмегімен байланыстыру аффинділігін зерттеу MPXV A29 мАб және мақсатты ақуыз арасындағы күшті өзара әрекеттесуді көрсететін 8,34 нМ KD берді. EIS негізіндегі биосенсор сәтті әзірленді, ол 0,025 – 5 нг/мл анықтау диапазонында 0,229 нг/мл анықтау шегіне жетті, бұл оның MPXV A29 төмен концентрацияларын анықтау әлеуетін көрсетеді. Болашақ жұмыс EIS сенсорының жұмысын жақсартуға және атомдық күш микроскопиясын қолдана отырып, одан әрі электродты сипаттауға бағытталады.

The main constructive and technical economic indicators (in Russian) : В исследовании будет разработан быстрый и чувствительный биосенсор для обнаружения белка A29 MPXV на основе технологии EIS. Мы считаем, что результаты этого предлагаемого исследования будут иметь большое социальное и экономическое влияние не только в Казахстане, но и в глобальном масштабе, поскольку разработка инструментов быстрого и чувствительного обнаружения становится все более важной в настоящее время. Более того, методология и датчик, которые будут разработаны в предлагаемом исследовании, могут быть адаптированы к другим возникающим инфекционным заболеваниям.

The main constructive and technical economic indicators (in Kazakh) : Бұл EIS технологиясында негізделген A29 MPXV ақуызын жылдам және сезімтал анықтау үшін биосенсорді әзірлейді. Бұл ұсынылған зерттеудің нәтижелері Қазақстанда ғана емес, сонымен қатар жаһандық ауқымда үлкен әлеуметтік және экономикалық әсер етеді деп сенеміз, өйткені қазіргі уақытта жылдам және сезімтал анықтау құралдарын дамыту маңыздырақ болып отыр. Сонымен қатар, ұсынылатын зерттеуде әзірленетін әдістеме мен сенсорды басқа дамып келе жатқан жұқпалы ауруларға бейімдеуге болады.

Level of implementation (in Russian) : Не внедрено.

Level of implementation (in Kazakh) : Енгіздірілмеген.

Efficiency (in Russian) : Использованные методы были эффективно подобраны для решения поставленных задач согласно проделанному литераторному обзору.

Efficiency (in Kazakh) : Өткізілген әдебиеттерді шолуға сәйкес тағайындалған мәселелерді шешу үшін қолданылатын әдістер тиімді таңдалды.

Field of application (in Russian) : молекулярная биология, биоинженерия.

Field of application (in Kazakh) : молекулалық биология, биоинженерия.