Нано- и супрамолекулярные системы в оптических, пьезоэлектрических сенсорах и тест-методах анализа

• Автор: Русанова, Татьяна Юрьевна
• Шифр специальности: 02.00.02
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Саратов
• Количество страниц: 321 с. : ил.

Содержание
Введение
Глава 1. Применение нано и супрамолекулярных систем в химических сенсорах литературный обзор.

1.1. Наноразмер ье пленки Л е н гмюра Б л о джетт.

1.2. Нанопористые зольгель материалы.

1.3. Супрамолекулярные комплексы на основе каликспаренов

и каликепрезорцинаренов.

1.4. Супрамолеку.пярные комплексы антигенантитело

Глава 2. Монослои и пленки ЛснгмюраБлоджетт, содержащие кислотноосновные и люминесцентные индикаторы

2.1. Экспериментальные условия

2.2. Выбор матрицы для введения реагентов в монослой

2.3. Смешанные монослои, содержащие кислотноосновные индикаторы.
2.3.1. Смешанные монослои метилового оранжевого. ЭЗ
2.3.2. Смешанные монослои бисазосоедпнений
2.4. Смешанные монослои, содержащие люминофоры
2.4.1. Пире гсодержащие монослои
2.4.2. Монослои, содержащие красители родаминового ряда.
2.5. Пленки ЛенгмюраБлоджетт, содержащие кислотноосновные
и люминесцентные индикаторы.
Глава 3. Монослои и пленки ЛеигмюраБлоджетт
на основе каликс4аренов и каликсрезорцинаренов.
3.1 Экспериментальные условия
3.2. Моиослои каликс4аренов и каликс4резорцинарснов на
границе раздела фаз воздухвода.
3.3. Взаимодействие калпкс4аренов и каликс4резоршшарепов с ионами металлов на границе раздела фаз воздухводный раствор
3.4. Пленки ЛенгмюраБлоджетт на основе каликс4резорцинаренов
и их комплексов с металлами.
3.5. Пленки ЛенгмюраБлоджетт полноксиэтилироваиных
каликс4аренов.
Глава 4. Пленки ЛенгмюраБлоджетт с кислотноосновными индикаторами протолитические свойства и применение в оптических сенсорах
4.1. Экспериментальные условия
4.2. Протолитические свойства метилового оранжевого.
4.3. Протолитические свойства бисазокрасителей
4.4. Применение пленок ЛснгмюраБлоджетт и биополимеров с иммобилизованными бисазоиндикаторами в качестве чувствительных
элементов сенсоров кислотности среды
Глава 5. Пленки ЛенгмюраБлоджетт с иммобилизованными люминофорами свойства и применение в оптических сенсорах .
5.1. Экспериментальные условия
5.2. Флуоресцентные характеристики родаминовых красителей и гшрена в растворах и иммобилизованных в пленках Ленгмюра
Блоджетт
5.3. Исследование процессов тушения флуоресценции родаминовых красителей и пирена в растворах и пленках ЛенгмюраБлоджетт
5.4. Фосфоресценция при комнатной температуре пирена и его производных, иммобилизованных в пленках ЛенгмюраБлоджетт и
целлюлозной матрице, и ее использование в сенсорах
Глава 6. Пленки ЛенгмюраБлоджетт как чувствительные слои пьезокварцевых сенсоров для определения легколетучнх органических соединений.
6.1. Экспериментальная часть
6.2. Пьезоэлектрические сенсоры на основе пленок Ленгмюра
Блоджетт для определения нитроалканов.
6.3. Пьезоэлектрические сенсоры на основе пленок ЛенгмюраБлоджетт для определения паров легколетучих органических
соединений
Глава 7. Наноразмерные пленки как чувствительные слон пьезоэлектрических биосенсоров.
7.1. ДНКсенсор для определения гена усиленного зеленого флуоресцирующего белка.
7.1.1. Экспериментальные условия.
7.1.2. Принцип действия ДКбиосенсора
7.1.3. Иммобилизация ДНКзондов
7.1.4. Определение комплементарных синтетических
олигонуклеотидов с использованием ДНКсенсора.
7.1.5. Обнаружение гена, кодирующего усиленный зеленый флуоресцирующий белок, в амплифицированных образцах
плазмидной ДНК
7.2. Иммуносенсор для определения пирена в водных средах
7.2.1. Экспериментальные условия
7.2.2. Принцип действия иммуносенсоров
7.2.3. Иммобилизация антител для разработки сенсора
на основе прямого конкурентного формата иммуноанализа.
7.2.4. Иммобилизация производных пирена для разработки сенсора
на основе непрямого конкурентного формата иммуноанализа.
7.2.5. Выбор оптимальных условий иммуноанализа
7.2.6. Определение пирена в питьевой и водопроводной воде.
Глава 8. Получение, исследование и применение в химических сенсорах зольгель материалов, содержащих аналитические реагенты
8.1. Экспериментальные условия
8.2. Получение зольгель материалов с иммобилизованными аналитическими реагентами и их характеристика.
8.3. Пленки с иммобилизованными кислотноосновными индикаторами протолитические свойства и использование в качестве чувствительных элементов оптических рНсенсоров
8.4. Зольгель материалы с иммобилизованными антителами в
иммуноаффинном концентрировании и определении пирена.
Глава 9. Супрамолекулярные системы антиген антитело
на твердой поверхности и их использование в тестанализе
9.1. Экспериментальные условия.
9.2. Принцип действия иммунохимических тестсистем.
9.3. Иммунохимическое тестопределение охратокспна А
в стандартных растворах
9.3.1. Выбор оптимальных условий определения охратокспна А
в стандартных растворах с использованием иммунофильтрацнонного мембранного теста
9.3.2. Выбор оптимальных условий иммунофильтрацнонного тестопределения охратоксииа А в стандартных растворах с использованием геля
9.4. Иммунохимическое тестопределение охратокспна А в вине
9.5. Разработка методики иммунофильтрацнонного тестметода
определения охратоксина А в кормах для животных
Заключение.
Выводы.
Список литературы


Пленки готовят, например, из хромофорных производных каликсаренов определение ЙЮ2 , фталоцианинов определение легколетучих органических соединений . Аналитические характеристики оптических и пьезоэлектрических сенсоров на основе пленок ЛенгмюраБлоджетт представлены в табл. Таблица 1. ПрО этанол 0, млн1 толуол 0, млн1 . НС1. Продолжение таблицы 1. Повышение селективности сенсоров возможно за счет использования высокоспецифичных реагентов, в том числе биомолекул. Однако, на настоящий момент исследования в этой области посвящены в основном разработке методов включения биореагентов в пленки ЛБ, а не их практическому применению. Действительно, ряд белков, липидов, ферментов, полисахаридов способны образовывать стабильные монослои, которые можно переносить на твердые поверхности в виде пленок ЛенгмюраБлоджетт. Водорастворимые компоненты чувствительного слоя биосенсоров антитела, фрагменты ДНК могут включаться в пленочную матрицу за счет электростатических и гидрофобных взаимодействий. Так, молекулы ДНК, растворенные в жидкой субфазе, адсорбируются монослоем октадециламина или катионного липида , что позволяет переносить их на поверхность сенсора и затем детектировать аналиты, используя методы поверхностного плазмоиного резонанса или пьезокварцевого микровзвешивания. Наибольшее практическое применение получили пленки на основе ферментов, в особенности глюкозооксидазы. При этом глюкозооксидазу включали в моиослои хлорида октадецилтриметиламмония 3, катионных липидов 4, полиэтиленимина или поливинилпиридина 5. Получение пленок, содержащих глюкозооксидазу, возможно как за счет ее адсорбции из водной субфазы на ленгмюровских монослоях катионных веществ 6, так и нанесением раствора глюкозооксидазы с дифильными веществами в хлороформе на поверхность жидкой субфазы 7, 8. Кроме этого используют и адсорбцию фермента из растворов на готовые пленки ЛБ ,9. Пленки на основе системы полианилинглюкозооксидаза позволили создать высокочувствительный амперометрический сенсор на глюкозу . Имеются примеры и иммобилизации и других ферментов в пленки ЛБ. Так, смешанные монослои пенициллиназы и стеариновой кислоты наносили на затвор полевого транзистора с целью создания сенсора на пенициллин 1, ацетилхолинэстсразу использовали в электрохемилюминесцентном сенсоре на холин и ацетилхолин , производные фенола определяли колориметрическим сенсором на основе пленки ЛБ лакказы или тирозиназы 2. В целом для ферментных сенсоров на основе пленок ЛБ исследователи отмечают высокую и стабильную каталитическую активность иммобилизованных биомолекул . Имеется только два примера использования технологии ЛБ для иммобилизации иммуиореагентов. Предложена технология получения пленок, содержащих антитела, на поверхности пьезоэлектрического датчика, способного определять 1СГ9М антигена 5, а также описан волоконнооптический флуоресцентный иммуносенсор для диагностики сердечных заболеваний 6. Сравнительный анализ функционирования сенсоров на основе наноразмерных пленок, полученных по технологии ЛенгмюраБлоджетт, и пленок, наносимых традиционными методами полив 7,8, показал, что использование нанотехнологии повышает чувствительность сенсоров, снижает время отклика, стабильность сигнала, также отмечается лучшее разрешение электрохимических пиков, воспроизвоимость определения и получения сенсорных чувствительных слоев 6, 7, 9. В го же время следует отметить, что создание сенсоров с использованием технологии ЛенгмюраБлоджетт сопряжено с определенными проблемами. Серьезно тормозит разработку сенсоров для анализа жидких агрессивных сред невысокая стабильность пленок. Перспективным в этом случае может оказаться применение полимерных матриц, обладающих термической, механической и химической прочностью. Другая проблема связана с ограниченным набором молекул, способных образовывать стабильные монослои, и требуется разработка методов включения аналитических регентов в пленки ЛБ. Кроме того, практически отсутствуют исследования протолитических равновесий реагентов в пленках ЛенгмюраБлоджетт, что важно при их функционировании в качестве чувствительных элементов сенсорных устройств.