Электрохимический иммуносенсорный анализ псевдовирусных частиц полиомиелита

##plugins.themes.bootstrap3.article.sidebar##

pdf
Опубликован: Oct 1, 2026
DOI: https://doi.org/10.18097/BMCRM00339
Ключевые слова:
электрохимический иммуносенсор; полиомиелит; инактивация; феррицианид калия; моноклональные антитела; золотые наночастицы

##plugins.themes.bootstrap3.article.main##

А.В. Бережнова
Научно-исследовательский институт биомедицинской химии имени В.Н. Ореховича, 119121, Москва, ул. Погодинская, 10
Л.Е. Агафонова
Научно-исследовательский институт биомедицинской химии имени В.Н. Ореховича, 119121, Москва, ул. Погодинская, 10
Ю.Ю. Ивин
Научно-исследовательский институт биомедицинской химии имени В.Н. Ореховича, 119121, Москва, ул. Погодинская, 10; Федеральный научный центр исследований и разработки иммунобиологических препаратов имени М.П. Чумакова РАН (Институт полиомиелита), 108819, Москва, поселение Московский, посёлок Института полиомиелита, домовладение 8, корп. 1
А.Н. Пиняева
Научно-исследовательский институт биомедицинской химии имени В.Н. Ореховича, 119121, Москва, ул. Погодинская, 10; Федеральный научный центр исследований и разработки иммунобиологических препаратов имени М.П. Чумакова РАН (Институт полиомиелита), 108819, Москва, поселение Московский, посёлок Института полиомиелита, домовладение 8, корп. 1
А.А. Ковпак
Федеральный научный центр исследований и разработки иммунобиологических препаратов имени М.П. Чумакова РАН (Институт полиомиелита), 108819, Москва, поселение Московский, посёлок Института полиомиелита, домовладение 8, корп. 1
И.В. Левин
Федеральный научный центр исследований и разработки иммунобиологических препаратов имени М.П. Чумакова РАН (Институт полиомиелита), 108819, Москва, поселение Московский, посёлок Института полиомиелита, домовладение 8, корп. 1
А.А. Ишмухаметов
Федеральный научный центр исследований и разработки иммунобиологических препаратов имени М.П. Чумакова РАН (Институт полиомиелита), 108819, Москва, поселение Московский, посёлок Института полиомиелита, домовладение 8, корп. 1
С.В. Будник
“Теокортекс”, 108808, Москва, поселение Первомайское, кв-л 328, 34, стр. 6
Р.С. Чурюкин
“Теокортекс”, 108808, Москва, поселение Первомайское, кв-л 328, 34, стр. 6
Д.Д. Жданов
Научно-исследовательский институт биомедицинской химии имени В.Н. Ореховича, 119121, Москва, ул. Погодинская, 10
А.И. Арчаков
Научно-исследовательский институт биомедицинской химии имени В.Н. Ореховича, 119121, Москва, ул. Погодинская, 10; Российский национальный исследовательский медицинский университет имени Н.И. Пирогова, 117997, Москва, ул. Островитянова, 1
В.В. Шумянцева
Научно-исследовательский институт биомедицинской химии имени В.Н. Ореховича, 119121, Москва, ул. Погодинская, 10; Российский национальный исследовательский медицинский университет имени Н.И. Пирогова, 117997, Москва, ул. Островитянова, 1

Аннотация

C целью получения псевдовирусных частиц, пригодных для производства вакцин, разработан электрохимический иммуносенсор для оценки сохранности D-антигена штамма Сэбина вируса полиомиелита типа 2 и типа 1 после инактивации. Для иммобилизации моноклональных антител использовали наночастицы золота, получаемые электросинтезом на поверхности рабочего графитового электрода. При увеличении концентрации антигена регистрируется снижение интенсивности сигнала тока пика феррицианида калия, используемого в качестве редокс-зонда. Определены значения пределов обнаружения (LOD) для штаммов Сэбина вируса полиомиелита типов 1 и 2, равные 9.4 DU/мл и 15 DU/мл соответственно (DU/мл - D-антигенные единицы на миллилитр, 1 DU = 15 нг). Рассчитаны константы связывания (Kb) процесса образования комплексов антитело-антиген, 4.68×10⁸ М⁻¹ для Mab2-SII и 1.07×10¹⁰ М⁻¹ для Mab1-SI. Высокоаффинное взаимодействие (Kb ~ 10⁸ М⁻¹ – 10¹⁰ М⁻¹) в системах антитело-антиген свидетельствует о сохранности структуры D-антигена после различных методов инактивации вируса полиомиелита.

##plugins.themes.bootstrap3.article.details##

Как цитировать
Бережнова A., Агафонова L., Ивин Y., Пиняева A., Ковпак A., Левин I., Ишмухаметов A., Будник S., Чурюкин R., Жданов D., Арчаков A., & Шумянцева V. (2026). Электрохимический иммуносенсорный анализ псевдовирусных частиц полиомиелита. Biomedical Chemistry: Research and Methods, 9(3), e00339. https://doi.org/10.18097/BMCRM00339
Выпуск
Том 9 № 3 (2026)
Раздел
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

Библиографические ссылки

  1. Lentz, K.N., Smith, A.D., Geisler, S.C., Cox, S., Buontempo, P., Skelton, A., DeMartino, J., Rozhon, E., Schwartz, J., Girijavallabhan, V., O’Connell, J., Arnold, E. (1997). Structure of poliovirus type 2 Lansing complexed with antiviral agent SCH48973: comparison of the structural and biological properties of the three poliovirus serotypes. Structure, 5(7), 961-978. DOI
  2. Bolanos-Martinez, O.C., Strasser, R. (2022). Plant-made poliovirus vaccines – Safe alternatives for global vaccination. Front. Plant Sci., 13, 1046346. DOI
  3. Sutter, R.W., Eisenhawer, M., Molodecky, N.A., Verma, H., Okayasu, H. (2024). Inactivated Poliovirus Vaccine: Recent Developments and the Tortuous Path to Global Acceptance. Pathogens, 13(3), 224. DOI
  4. Ferguson, M., Wood, D.J., Minor, P.D. (1993). Antigenic structure of poliovirus in inactivated vaccines. Journal of General Virology, 74(4), 685-690. DOI
  5. Martin, J. (2016). Poliovirus Methods and Protocols. Methods in Molecular Biology. Humana Press, Hertfordshire, UK, pp. 4-317. DOI
  6. Zhdanov, D. D., Ivin, Yu. Yu., Shishparenok, A. N., Kraevskiy, S. V., Kanashenko, S. L., Agafonova, L. E., Shumyantseva, V. V., Gnedenko, O. V., Pinyaeva, A. N., Kovpak, A. A., Ishmukhametov, A. A., Archakov, A. I. (2023). Perspectives for the creation of a new type of vaccine preparations based on pseudovirus particles using polio vaccine as an example. Biomeditsinskaya Khimiya, 69(5), 253-280. DOI
  7. Kouiavskaia, D., Puligedda, D.R., Dessain, S.K., Chumakov, K. (2020). Universal ELISA for quantification of D-antigen in inactivated poliovirus vaccines. Journal of Virological Methods, 276, 113785. DOI
  8. Sabbaghi, A., Miri, S.M., Keshavarz, M., Zargar, M., Ghaemi, A. (2019). Inactivation methods for whole influenza vaccine production. Rev. Med. Virol., 29(6), 2074. DOI
  9. Elveborg, S., Monteil, V.M., Mirazimi, A. (2022). Methods of Inactivation of Highly Pathogenic Viruses for Molecular, Serology or Vaccine Development Purposes. Pathogens, 11(2), 271. DOI
  10. Delrue, I., Verzele, D., Madder, A., Nauwynck, H. J. (2012). Inactivated virus vaccines from chemistry to prophylaxis: merits, risks and challenges. Expert Rev. Vaccines, 11(6), 695-719. DOI
  11. Uittenbogaard, J.P., Zomer, B., Hoogerhout, P., Metz, B. (2011). Reactions of β-Propiolactone with Nucleobase Analogues, Nucleosides, and Peptides. The journal of biological chemistry, 286(42), 36198-36214. DOI
  12. Smolko, E.E., Lombardo, J.H. (2005). Virus inactivation studies using ion beams, electron and gamma irradiation. Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 236, 249-253. DOI
  13. Fan, C., Ye, X., Ku, Z., Kong, L., Liu, Q., Xu, C., Cong, Y., Huang, Z. (2017). Beta-Propiolactone Inactivation of Coxsackievirus A16 Induces Structural Alteration and Surface Modification of Viral Capsids. Journal of Virology, 91(8), e00038-17. DOI
  14. Shahi, S., Khorvash, R., Goli, M., Ranjbaran, S. M., Najarian, A., Nafchi, A. M. (2021). Review of proposed different irradiation methods to inactivate foodprocessing viruses and microorganisms. Food Science and Nutrition, 9(10), 5883-5896. DOI
  15. Gnedenko, O. V., Ivin, Yu. Yu., Piniaeva, A. N., Zyrina, A. N., Levin, I. V., Borisenko, N. S., Zhdanov, D. D., Ivanov, A. S., Lisitsa, A. V., Ishmukhametov, A. A., Archakov, A. I. (2025). The SPR analysis of the interaction of inactivated poliovirus vaccine attenuated strains with antibodies. Biomeditsinskaya Khimiya, 71(1), 59-64. DOI
  16. Ozer, T., Geiss, B.J., Henry, C.S. (2020). Review—Chemical and Biological Sensors for Viral Detection. Journal of the Electrochemical Society, 167, 037523. DOI
  17. Ribeiro, B. V., Cordeiro, T. A. R., Freitas, G. R. O., Ferreira, L. F., Franco, D. L. (2020). Biosensors for the detection of respiratory viruses: A review. Talanta Open, 2, 100-107. DOI
  18. Devarakonda, S., Singh, R., Bhardwaj, J., Jang, J. (2017). Cost-Effective and Handmade Paper-Based Immunosensing Device for Electrochemical Detection of Influenza Virus. Sensors, 17(11), 2597. DOI
  19. Yakoh, A., Pimpitak, U., Rengpipat, S., Hirankarn, N., Chailapakul, O., Chaiyo, S. (2021). Paper-based electrochemical biosensor for diagnosing COVID-19: Detection of SARS-CoV-2 antibodies and antigen. Biosensors and Bioelectronics, 176, 112912. DOI
  20. Dhal, A., Kalyani, T., Ghorai, S., Sahu, N.K., Jana, S.K. (2020). Recent development of electrochemical immunosensor for the diagnosis of dengue virus NSI protein: A review. Sensors International, 1, 100030. DOI
  21. Sinawang, P.D., Rai, V., Ionescu, R.E., Marks, R.S. (2016). Electrochemical lateral flow immunosensor for detection and quantification of dengue NS1 protein. Biosensors and Bioelectronics, 77, 400-408. DOI
  22. Kaushik, A., Yndart, A., Kumar, S., Jayant, R.D., Vashist, A., Brown, A.N., Li, C.-Z., Nair, M. (2018). A sensitive electrochemical immunosensor for labelfree detection of Zika-virus protein. Scientific Reports, 8, 9700. DOI
  23. Valipour, A., Roushani, M. (2017). Using silver nanoparticle and thiol graphene quantum dots nanocomposite as a substratum to load antibody for detection of hepatitis C virus core antigen: Electrochemical oxidation of riboflavin was used as redox probe. Biosensors and Bioelectronics, 89, 946-951. DOI
  24. Haji-Hashemi, H., Norouzi, P., Safarnejad, M.R., Ganjali, M.R. (2017). Label-free electrochemical immunosensor for direct detection of Citrus tristeza virus using modified gold electrode. Sensors and Actuators B, 244, 211-216. DOI
  25. Agafonova, L. E., Shumyantseva, V. V., Ivin, Yu. Yu., Piniaeva, A. N., Kovpak, A. A., Ishmukhametov, A. A., Budnik, S. V., Churyukin, R. S., Zhdanov, D. D., Archakov, A. I. (2024). Electrochemical profiling of poliovirus particles inactivated by chemical method and ionizing radiation. Biomeditsinskaya Khimiya, 70(3), 161-167. DOI
  26. Zhdanov, D.D., Shishparenok, A.N., Ivin, Y.Y., Kovpak, A.A., Piniaeva, A.N., Levin, I.V., Budnik, S.V., Shilov, O.A., Churyukin, R.S., Agafonova, L.E., Berezhnova, A.V., Shumyantseva, V.V., Ishmukhametov, A.A. (2025). Degradation of Poliovirus Sabin 2 Genome After Electron Beam Irradiation. Vaccines, 13(8), 824. DOI
  27. Rafique, B., Khalid, A.M., Akhtar, K., Jabbar, A. (2013). Interaction of anticancer drug methotrexate with DNA analyzed by electrochemical and spectroscopic methods. Biosensors and Bioelectronics, 44, 21-26. DOI
  28. Chen, G.-C., Liu, C.-H., Wu, W.-C. (2021). Electrochemical immunosensor for serum parathyroid hormone using voltammetric techniques and a portable simulator. Analytica Chimica Acta, 1143, 84-92. DOI
  29. Zhou, X., Yang, L., Tan, X., Zhao, G., Xie, X., Du, G. (2018). A robust electrochemical immunosensor based on hydroxyl pillar[5]arene@AuNPs@g-C3N4 hybrid nanomaterial for ultrasensitive detection of prostate specific antigen. Biosensors and Bioelectronics, 112, 31-39. DOI
  30. Gao, S., Guisan, J.M., Rocha-Martin, J. (2022). Oriented immobilization of antibodies onto sensing platforms – A critical review. Analytica Chimica Acta, 1189, 338907. DOI
  31. Suprun, E., Bulko, T., Lisitsa, A., Gnedenko, O., Ivanov, A., Shumyantseva, V., Archakov, A. (2010). Electrochemical nanobiosensor for express diagnosis of acute myocardial infarction in undiluted plasma. Biosensors and Bioelectronics, 25(7), 1694-1698. DOI
  32. Shumyantseva, V.V., Bulko, T.V., Vagin, M.Y. et al. (2010). Electrochemical immunoanalysis of cardiac myoglobin. Biochem. Moscow Suppl. Ser. B, 4(3), 237-242. DOI
  33. Suprun, E.V., Shilovskaya, A.L., Lisitsa, A.V., Bulko, T.V., Shumyantseva, V.V., Archakov, A.I. (2011). Electrochemical immunosensor based on metal nanoparticles for cardiac myoglobin detection in human blood plasma. Electroanalysis, 23(5), 1051-1057. DOI
  34. da Silva, C.T.P., Veregue, F.R., Aguiar, L.W., Meneguin, J.G., Moises, M.P., Favaro, S.L., Radovanovic, E., Girotto, E.M., Rinaldi, A.W. (2016). AuNp@ MOF composite as electrochemical material for determination of bisphenol A and its oxidation behavior study. New Journal of Chemistry, 40(10), 8872-8877. DOI
  35. Yu, A., Liang, Z., Cho, J., Caruso, F. (2003). Nanostructured Electrochemical Sensor Based on Dense Gold Nanoparticle Films. Nanoletters, 3(4), 1203-1207. DOI
  36. Shumkov, A.A. (2013). Electrochemical analysis of cardiac markers in blood plasma. Diss. kand. nauk, Institute of Biomedical Chemistry, Moscow.
  37. Filippova, T.A., Masamrekh, R.A., Shumyantseva, V.V., Latsis, I.A., Farafonova, T.E., Ilina, I.Y., Kanashenko, S.L., Moshkovskii, S.A., Kuzikov, A.V. (2023). Electrochemical biosensor for trypsin activity assay based on cleavage of immobilized tyrosine-containing peptide. Talanta, 257, 124341. DOI
  38. Yeh, Y.C., Creran, B., Rotello, V.M. (2012). Gold Nanoparticles: Preparation, Properties, and Applications in Bionanotechnology. Nanoscale, 4(6), 1871-1880. DOI
  39. Xiong, C., Yu, Q., Liu, Y., Wang, B., Lu, X., Wang, L., Chen, X. (2025). Rapid and sensitive detection of H1N1 haemagglutinin protein based on a labelfree electrochemical DNA aptamer biosensor. Microchemical Journal, 210, 112998. DOI
  40. Bhardwaj, J., Chaudhary, N., Kim, H., Jang, J. (2019). Subtyping of influenza A H1N1 virus using a label-free electrochemical biosensor based on the DNA aptamer targeting the stem region of HA protein. Analytica Chimica Acta, 1064, 94-103. DOI
  41. Beale, A. J., Ungar, J. (1962). Potency and stability of combined pertussis, diphtheria, tetanus and poliomyelitis (quadruple) vaccine. Lancet, 2, 805-808.