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.