Сенсорные электроды на основе наночастиц диоксида марганца

• Автор: Донцова, Екатерина Александровна
• Шифр специальности: 03.01.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 170 с. : ил.

СПИСОК СОКРАЩЕНИИ

FAD - флавинадениндинуклеотид (flavin adenine dinucleotide),

Hepes - Ы-[2-гидроксиэтил |пиперазин-М’-[2-этаисульфоновая кислота] (4-

hydroxyethyl)-1 -piperazineethanesulfonic acid),

RSD - относительное стандартное отклонение (relative standard deviation),

ПЭМ - просвечивающая электронная микроскопия,

СЭМ - сканирующая электронная микроскопия БСА - бычий сывороточный альбумин,

ВОПГ - высокоориентированный пиролитический графит,

ПАСН - полианетолсульфонат натрия,

ПДЦА - полидиметилдиаллиаммонийхлорид,

ХО - холиноксидаза,

ПАВ - поверхностно активное вещество,
Дфф - диизопропилфторфосфат,
ХПФ - хлорпирифос (о-(3,5,6-трихлоропиридил-2)-о,о-диэтилфосфат),
ДЗ - диазинон (о-(2-изопропил-4-метилпиримидил-6)-о,о-диэтилфосфат),
КФ - карбофуран (о-(2,3-дигидро-2,2-диметилбензофуранил-7)-М-метилкарбамат), АОТ - (ди(этил-2-гексил)сульфосукцинат натрия,
ЦТАБ - цетилтриметиламмоний бромид,
ХЭ - холинэстераза(ы),
АХЭ - ацетилхолинэстераза,
БХЭ - бутирилхолинэстераза,
БОВ - боевые отравляющие вещества,
ФОС - фосфорорганические соединения,
SPE - планарный электрод (screen-printed electrode),
ДТНБ - 5,5'-дитиобис-2-нитробензойная кислота,
ОФГ - органофосфатгидролаза,
СоГЦФ - гексацианоферрат кобальта,
МУНТ - мультистенные углеродные нанотрубки,
TCNQ - 7,7,8,8 - тетрацианохинодиметан (7,7,8,8-tetracyanoquinodimethane),
NTA - Nanoparticles Tracking Analysis,
ПНП - послойное нанесение полиэлектролитов,
БХ - бутирилхолин,
ПТХ - пропионилтиохолин
ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
1.1. Структура, свойства и роль холинэстераз в организме
1.2. Ингибиторы холинэстераз
1.3. Методы анализа ингибиторов холинэстераз
1.4. Амперометрические системы регистрации тиохолина
1.5. Амперометрические системы регистрации пероксида водорода и холина
1.5.1. Фермент холиноксидаза, структура и свойства
1.5.2. Холиноксидазные электрохимические сенсоры
1.5.2.1. Электрохимическая регистрация пероксида водорода
1.5.2.2. Иммобилизация холиноксидазы и анализ холина
1.6. Методы получения и стабилизации наночастиц для формирования медиаторных покрытий
1.6.1. Методы получения наночастиц
1.6.2. Стабилизация золей наночастиц
1.7. Диоксид марганца как медиатор для электрохимического анализа
1.7.1. Структура и свойства диоксида марганца
1.7.2. Синтез и стабилизация наночастиц диоксида марганца
1.7.3. Электрохимические сенсоры на основе диоксида марганца
2. ЭКСПЕРЕМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
2.1. Материалы
2.2. Методы
2.2.1. Получение наночастиц МпСЬ для формирования медиаторных покрытий
2.2.1.1. Получение наночастиц диоксида марганца в обращенных мицеллах
2.2.1.2. Получение наночастиц МпОг в гидротермальных условиях
2.2.1.3. Получение у - диоксида марганца
2.2.1.4. Получение водных золей аморфного и (З-МпОг
2.2.2. Физико-химические методы характеристики наночастиц Мп02
2.2.2.1. Рентгеновская дифракция
2.2.2.2. Просвечивающая электронная микроскопия
2.2.2.3. Сканирующая электронная микроскопия

2:2-2 4Т Измерение концентрации и распределения частиц гидрозолей аморфного, (3- и у-Мп02 по размерам
2.2.2.5. Спектрофотометрические исследования водных золей Мп02
2.2.2.6. Квазиупругое динамическое светорассеяние
2.2.2.7. Определение дзетта-потенциала наночастиц у - Мп02
2.2.3. Изготовление электродов на основе наночастиц Мп02
2.2.3.1. Модификация графитовых стержней наночастицами
Мп02. синтезированными в обратных мицеллах
2.2.3.2. Модификация планарных графитовых электродов водньми золями наночастиц Мп02
2.2.3.3. Сканирующая электронная микроскопия поверхности электродов
2-2.3.4. Изготовление холиноксидазных биосенсоров методом послойного нанесения полиэлектролитов
2.2.3.5. Изготовление холиноксидазных электродов методом иммобилизации фермента в пленке с поли(4-винилпирилином)
2.2.4. Электрохимические характеристики электродов
2.2.4.1. Вольтамперометрия
2.2.4.2. Анализ пероксида водорода, холина и тиохолина
2.2.5. Анализ холинэстеразной активности и ингибиторов холинэстераз
2.2.5.1. Электрохимическое определение активности бутерилхолинэстеразы с использованием холиноксидазных электродов 1 '
2-2.5.2. Электрохимический анализ активности БХЭ с использованием серосодержащих субстратов
2.2.5.3. Электрохимический анализ ингибиторов холинэстеразной активности с использованием холиноксидазных электродов
2.2.5.4. Определение нейротоксичности проб сине-зеленых водорослей
2.2.5.5. Электрохимический анализ ингибиторов холинэстеразной активности с использованием серосодержащих субстратов
2.2.5.6. Анализ тиохолина и диазинона без перемешивания
3. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
3.1. Исследование электрохимических свойств наночастиц диоксида марганца,
В последние годы внимание исследователей привлекают наночастицы медиаторов. Было показано, что их свойства отличаются от свойств пудр и порошков с микроразмерами частиц [1], прежде всего из-за более развитой поверхности. Во многих случаях наночастицы быстрее вступают в химические реакции, эффективнее как катализаторы и медиаторы в электрохимических процессах. В настоящее время существует много способов получения наночастиц. Кроме того, наночастицы нерастворимых соединений при использовании стабилизаторов способны образовывать устойчивые коллоидные растворы, удобные для нанесения на поверхности методом раскапывания. В следующей главе будут подробно рассмотрены методы синтеза и стабилизации наночастиц в жидких фазах.
1.6. Методы получения и стабилизации наночастиц для формирования медиаторных покрытий
1.6.1. Методы получения наночастиц
По физической сути методы получения наночастиц можно разделить на диспергирование и конденсацию.
К группе диспергационных методов [99] относится получение наночастиц механическим или вибрационным измельчением.
Получение высокодисперсных частиц методом механического диспергирования осуществляют обычно путём дополнительного дробления сравнительно крупных частиц, обрабатывая их, обычно в жидкой среде, в шаровых мельницах, дробилках, жерновах или коллоидных мельницах различной конструкции. В этих аппаратах сравнительно еще большие частицы подвергаются ударам, раздавливанию, растиранию, в результате чего распадаются на более мелкие частицы, которые благодаря стабилизатору, вводимому в дисперсионную среду, образуют относительно устойчивую высокодисперсную систему. Наибольшую степень дисперсии позволяют получить коллоидные мельницы, однако даже самые совершенные конструкции подобных аппаратов не дают такой дисперсности, которую позволяют получить конденсационные методы.
Диспергирование с помощью ультразвуковых колебаний является эффективным лишь в случае, когда измельчаемое вещество обладает малой прочностью. К таким веществам можно отнести смолы, серу, гипс, графит, а также лёгкие металлы и их сплавы. Под влиянием ультразвуковых колебаний в системе возникают местные, быстро чередующиеся сжатия и расширения вещества, приводящие к образованию