microbeПроблемы особо опасных инфекцийProblems of Particularly Dangerous Infections0370-10692658-719XRussian Research Anti-Plague Institute “Microbe”10.21055/0370-1069-2009-4(102)-11-14microbe-953Research ArticleОБЗОРЫREVIEWSБиосенсоры: современное состояние и перспективы применения в лабораторной диагностике особо опасных инфекционных болезнейBiosensors: Current State and Prospects of Applying in Laboratory Diagnostics of Particularly Dangerous Infectious DiseasesУткинД. В.UtkinD. V.microbe@san.ruОсинаН. А.OssinaN. A.noemail@neicon.ruКуклевВ. Е.KouklevV. E.noemail@neicon.ruЕрохинП. С.ErokhinP. S.noemail@neicon.ruЩербаковаС. А.ScherbakovaS. A.noemail@neicon.ruКутыревВ. В.KutyrevV. V.noemail@neicon.ruРоссийский научно-исследовательский противочумный институт «Микроб»РоссияRussian Research Anti-Plague Institute MicrobeRussian Federation20092008200904(102)1114Copyright © Уткин Д.В., Осина Н.А., Куклев В.Е., Ерохин П.С., Щербакова С.А., Кутырев В.В., 20092009Уткин Д.В., Осина Н.А., Куклев В.Е., Ерохин П.С., Щербакова С.А., Кутырев В.В.Utkin D.V., Ossina N.A., Kouklev V.E., Erokhin P.S., Scherbakova S.A., Kutyrev V.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://journal.microbe.ru/jour/article/view/953

В обзоре представлены функциональные характеристики основных видов биосенсоров: электрохимических, пьезоэлектрических и оптических. Приведены примеры использования биосенсоров для детекции патогенных биологических агентов. Обсуждаются вопросы, связанные с перспективами конструирования биосенсоров для лабораторной диагностики особо опасных инфекционных болезней.

The review presents the functional characteristics of the main types of biosensors: electrochemical, piezoelectric and optical. Shown are the examples of biosensors application for pathogenic biological agents detection. The prospects of biosensors development for laboratory diagnostics of particularly dangerous infectious diseases are discussed.

биосенсорыиммуносенсорыиндикацияособо опасные инфекционные болезниbiosensorsimmunosensorsindicationparticularly dangerous infectious diseasesReferencesБелоглазов В.И., Скибина Ю.С., Тучин В.В., Чайников М.В. Пропускание стеклянных фотонно-кристаллических волноводов с полой сердцевиной». Письма в ЖТФ. 2005; 31(23):55-60.Белоглазов В.И., Скибина Ю.С., Тучин В.В., Чайников М.В. Пропускание стеклянных фотонно-кристаллических волноводов с полой сердцевиной». Письма в ЖТФ. 2005; 31(23):55-60.Егоров А.А. Систематика, принцип работы и области применения датчиков. Журнал радиоэлектроники. 2009; 3:1-22.Егоров А.А. Систематика, принцип работы и области применения датчиков. Журнал радиоэлектроники. 2009; 3:1-22.Ефременко В.И., Кальной С.М., Бондаренко А.И., Швецова Н.В., авторы. Ставропольский научно-исследовательский противочумный институт. Способ детекции макромолекул биосенсорным устройством. РФ патент 2148259. 27.04.2000.Ефременко В.И., Кальной С.М., Бондаренко А.И., Швецова Н.В., авторы. Ставропольский научно-исследовательский противочумный институт. Способ детекции макромолекул биосенсорным устройством. РФ патент 2148259. 27.04.2000.Иванов Ю.Д., Гнеденко О.В., Конев В.А. и др. Детекция поверхностного антигена вируса гепатита В с помощью оптического биосенсора. Вопросы медицинской химии: Научно-теоретический журнал. 2001; 47(4):419-25.Иванов Ю.Д., Гнеденко О.В., Конев В.А. и др. Детекция поверхностного антигена вируса гепатита В с помощью оптического биосенсора. Вопросы медицинской химии: Научно-теоретический журнал. 2001; 47(4):419-25.Карякин А.А., Уласова Е.А., Вагин М.Ю., Карякина Е.Е. Биосенсоры: устройство, классификация и функциональные характеристики. Сенсор 2002; 1:16-24.Карякин А.А., Уласова Е.А., Вагин М.Ю., Карякина Е.Е. Биосенсоры: устройство, классификация и функциональные характеристики. Сенсор 2002; 1:16-24.Коноров С.О., Федотов А.Б., Белоглатов В.И., Скибина Н.Б., Щербаков А.В., Желтиков А.М. Эволюция огибающей и фазы фемтосекундных импульсов в полых фотонно-кристаллических волокнах». Квантовая электроника. 2004; 34(1):51-5.Коноров С.О., Федотов А.Б., Белоглатов В.И., Скибина Н.Б., Щербаков А.В., Желтиков А.М. Эволюция огибающей и фазы фемтосекундных импульсов в полых фотонно-кристаллических волокнах». Квантовая электроника. 2004; 34(1):51-5.Онищенко Г.Г., редактор. Руководство по специфической индикации патогенных биологических агентов. М.: ЗАО «МП Гигиена»; 2006.Онищенко Г.Г., редактор. Руководство по специфической индикации патогенных биологических агентов. М.: ЗАО «МП Гигиена»; 2006.Слепов Н. Фотонное волокно - уже реальность. Новые типы оптических волокон. Электроника: Наука, Технология, Бизнес. 2004; 5:80-4.Слепов Н. Фотонное волокно - уже реальность. Новые типы оптических волокон. Электроника: Наука, Технология, Бизнес. 2004; 5:80-4.Тучин В.В., Скибина Ю.С., Белоглазов В.И. и др. Сенсорные свойства фотонно-кристаллического волновода с полой сердцевиной. Письма в ЖТФ. 2008; 34(15):63-9.Тучин В.В., Скибина Ю.С., Белоглазов В.И. и др. Сенсорные свойства фотонно-кристаллического волновода с полой сердцевиной. Письма в ЖТФ. 2008; 34(15):63-9.Anderson G.P., Breslin K.A., Ligler F.S. Assay development for a portable fiberoptic biosensor. ASAIO J. 1996; 42(6):942-6.Anderson G.P., Breslin K.A., Ligler F.S. Assay development for a portable fiberoptic biosensor. ASAIO J. 1996; 42(6):942-6.Anderson G.P., Jacoby M.A., Ligler F.S., King K.D. Effectiveness of protein A for antibody immobilization for a fiber optic biosensor. Biosens Bioelectron. 1997; 12(4):329-36.Anderson G.P., Jacoby M.A., Ligler F.S., King K.D. Effectiveness of protein A for antibody immobilization for a fiber optic biosensor. Biosens Bioelectron. 1997; 12(4):329-36.Anderson G.P., King K.D., Cao L.K., Jacoby M., Ligler F.S., Ezzell J. Quantifying serum antiplague antibody with a fiber-optic biosensor. Clin. Diagn. Lab. Immunol. 1998; 5(5):609-12.Anderson G.P., King K.D., Cao L.K., Jacoby M., Ligler F.S., Ezzell J. Quantifying serum antiplague antibody with a fiber-optic biosensor. Clin. Diagn. Lab. Immunol. 1998; 5(5):609-12.Anderson G.P., King K.D., Gaffney K.L., Johnson L.H. Multi-analyte interrogation using the fiber optic biosensor. Biosens. Bioelectron. 2000; 14(10-11):771-7.Anderson G.P., King K.D., Gaffney K.L., Johnson L.H. Multi-analyte interrogation using the fiber optic biosensor. Biosens. Bioelectron. 2000; 14(10-11):771-7.Cao L.K., Anderson G.P., Ligler F.S., Ezzell J. Detection of Yersinia pestis fraction 1 antigen with a fiber optic biosensor. J Clin. Microbiol. 1995; 33(2):336-41.Cao L.K., Anderson G.P., Ligler F.S., Ezzell J. Detection of Yersinia pestis fraction 1 antigen with a fiber optic biosensor. J Clin. Microbiol. 1995; 33(2):336-41.Deisingh A. Biosensors for microbial detection. Microbiologist. 2003; 2:30-33.Deisingh A. Biosensors for microbial detection. Microbiologist. 2003; 2:30-33.Jyoung J.Y., Hong S., Lee W., Choi J.W. Immunosensor for the detection of Vibrio cholerae O1 using surface plasmon resonance. Biosens. Bioelectron. 2006; 21(12):2315-9.Jyoung J.Y., Hong S., Lee W., Choi J.W. Immunosensor for the detection of Vibrio cholerae O1 using surface plasmon resonance. Biosens. Bioelectron. 2006; 21(12):2315-9.Lee W.E., Thompson H.G., Hall J.G., Bader D.E. Rapid detection and identification of biological and chemical agents by immunoassay, gene probe assay and enzyme inhibition using a silicon-based biosensor. Biosens. Bioelectron. 2000; 14(10-11):795-804.Lee W.E., Thompson H.G., Hall J.G., Bader D.E. Rapid detection and identification of biological and chemical agents by immunoassay, gene probe assay and enzyme inhibition using a silicon-based biosensor. Biosens. Bioelectron. 2000; 14(10-11):795-804.Li Z.Z., Gong F.C., Shen G.L., Yu R.Q. Bacteria-modified amperometric immunosensor for a Brucella melitensis antibody assay. Anal. Sci. 2002; 18(6):625-30.Li Z.Z., Gong F.C., Shen G.L., Yu R.Q. Bacteria-modified amperometric immunosensor for a Brucella melitensis antibody assay. Anal. Sci. 2002; 18(6):625-30.Lim D.V., Simpson J.M., Kearns E.A. et al. Current and Developing Technologies for Monitoring Agents of Bioterrorism and Biowarfare. Clin. Microbiol. Rev. 2005; 18(14):583-607.Lim D.V., Simpson J.M., Kearns E.A. et al. Current and Developing Technologies for Monitoring Agents of Bioterrorism and Biowarfare. Clin. Microbiol. Rev. 2005; 18(14):583-607.Pohanka M., Pavlis O., Skládal P. Diagnosis of tularemia using piezoelectric biosensor technology. Talanta. 2007; 71(2):981-5.Pohanka M., Pavlis O., Skládal P. Diagnosis of tularemia using piezoelectric biosensor technology. Talanta. 2007; 71(2):981-5.Pohanka M., Skládal P. Piezoelectric immunosensor for the direct and rapid detection of Francisella tularensis. Folia Microbiol (Praha). 2007; 52(4):325-30.Pohanka M., Skládal P. Piezoelectric immunosensor for the direct and rapid detection of Francisella tularensis. Folia Microbiol (Praha). 2007; 52(4):325-30.Rao V.K., Sharma M.K., Goel A.K., Singh L., Sekhar K. Amperometric immunosensor for the detection of Vibrio cholerae O1 using disposable screen-printed electrodes. Anal. Sci. 2006; 22(9):1207-11.Rao V.K., Sharma M.K., Goel A.K., Singh L., Sekhar K. Amperometric immunosensor for the detection of Vibrio cholerae O1 using disposable screen-printed electrodes. Anal. Sci. 2006; 22(9):1207-11.Salam F., Tothill I.E. Detection of Salmonella typhimurium using an electrochemical immunosensor». Biosens. Bioelectron. 2009; 24(8):2630-6.Salam F., Tothill I.E. Detection of Salmonella typhimurium using an electrochemical immunosensor». Biosens. Bioelectron. 2009; 24(8):2630-6.Sharma M.K., Rao V.K., Agarwal G.S., Rai G.P. et al. Highly Sensitive Amperometric Immunosensor for Plasmodium falciparum Histidine Rich Protein-2 in the Serum of Humans with Malaria: Comparison with a Commercial Kit. J. Clin. Microbiol. 2008; 46(11):3759-65.Sharma M.K., Rao V.K., Agarwal G.S., Rai G.P. et al. Highly Sensitive Amperometric Immunosensor for Plasmodium falciparum Histidine Rich Protein-2 in the Serum of Humans with Malaria: Comparison with a Commercial Kit. J. Clin. Microbiol. 2008; 46(11):3759-65.Wang D.B., Bi L.J., Zhang Z.P., Chen Y.Y., Yang R.F., Wei H.P. et al. Label-free detection of B. anthracis spores using a surface plasmon resonance biosensor. Analyst. 2009; 134(4):738-42.Wang D.B., Bi L.J., Zhang Z.P., Chen Y.Y., Yang R.F., Wei H.P. et al. Label-free detection of B. anthracis spores using a surface plasmon resonance biosensor. Analyst. 2009; 134(4):738-42.Yean C.Y., Kamarudin B., Ozkan D.A., Yin L.S., Lalitha P., Ismail A. et al. Enzyme-linked amperometric electrochemical genosensor assay for the detection of PCR amplicons on a streptavidin-treated screen-printed carbon electrode. Anal. Chem. 2008; 80(8):2774-9.Yean C.Y., Kamarudin B., Ozkan D.A., Yin L.S., Lalitha P., Ismail A. et al. Enzyme-linked amperometric electrochemical genosensor assay for the detection of PCR amplicons on a streptavidin-treated screen-printed carbon electrode. Anal. Chem. 2008; 80(8):2774-9.Zhi-Zhang L., Fu-Chun G., Guo-Li S., Ru-Qin Y. Bacteria-modified amperometric immunosensor for a Brucella melitensis antibody assay. Anal. Sci. 2002; 18:625-30.Zhi-Zhang L., Fu-Chun G., Guo-Li S., Ru-Qin Y. Bacteria-modified amperometric immunosensor for a Brucella melitensis antibody assay. Anal. Sci. 2002; 18:625-30.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.