Электрохимические холинэстеразные сенсоры на основе модифицированных углеродных электродов

• Автор: Иванов, Алексей Николаевич
• Шифр специальности: 02.00.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 145 с. : ил

1. ВВЕДЕНИЕ.

2. ПРИМЕНЕНИЕ МОДИФИКАТОРОВ В СОЗДАНИИ БИОСЕНСОРОВ НА ОСНОВЕ ГРАФИТОВЫХ ЭЛЕКТРОДОВ Литературный обзор
2.1. Общая характеристика углеродных электродных материалов и электродов на их основе .

2.2. Модификация печатных электродов медиаторами электронного переноса

2.3. Иммобилизация фермента на графитовых электродах.

2.4 Другие способы модификации.

3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ.

3.1. Материалы и реагенты

3.2. Приборы и оборудование

3.3. Методы исследования.

3.3.1. Изготовление и модификация электродов.

3.3.2. Иммобилизация ферментов.
3.3.3. Потенциометрическиебиосснсоры.
3.3.4. Амперометрические биооенсорм
3.3.5. Измерение содержания пестицидов ингибиторов ХЭ и обратимых эффекторов фермента
4. ВЛИЯНИЕ МОДИФИКАТОРА НА ОПЕРАЦИОННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИХ ХОЛИНЭСТЕРАЗНЫХ СЕНСОРОВ
4. 1. Потенциометрические и амперометрические хояинэстеразные сенсоры но основе немодифицированных преобразователей.
4.1.1. Потенциометрические сенсоры на основе сурьмяных электродов
4.1.2. Ампсромегричсскис сенсоры на основе планарных графитовых электродов.
4.2. Холинэстеразные потенциометрические сенсоры, модифицированные полианилином.
4.3. Модификация преобразователей катшсаренами и салицияаяъдиминметакрилатами.
4.4. Использование берлинской лазури в составе биферм ентного.сенсора.
5. СРАВНИТЕЛЬНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА БИОСЕНСОРОВ В ОПРЕДЕЛЕНИИ ОСТАТОЧНЫХ КОЛИЧЕСТВ ФОСФОРОРГАНИЧЕСКИХ И КАРБАМИНАТНЫХ ПЕСТИЦИДОВ.
5. . Сравнительная характеристика влияния различных факторов на чувствительность определения пестицидов с помощью холиюстеразных биосенсоров
5.2. Применение холинэстеразных сенсоров для контроля остаточного содержания пестицидов в виноградном соке
6. выводы.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ БИБЛИОГРАФИЧЕСКИХ ИСТОЧНИКОВ.
СПИСОК УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ И СОКРАЩЕНИЙ
АХИ ацетилхолин иоднд АХХ ацетилхолин хлорид АТХИ ацсгилтнохолин иолид
АТХХ ацстилтиохолин хлорид АХЭ ацстилхолинэстсраза БТХИ бутирилтиохолин иодид БТХХ бутнрилтиохолин хлорид БХИ бутирилхолии иодид БуХЭ бутирилхолинэстсраза
ХЭ холинэстераза
Сп предел обнаружения, М или мгл
С концентрация иншбитора, М или мгл
I ингибитор
I, степень ингибирования фермента г коэффициент регрессии
Б субстрат ферментативной реакции.
1. В В ЕДЕНИЕ
Актуальность


Благодаря разнообразию электрохимических и механических свойств, легкости включения дополнительных компонентов, технологичности формирования электродов различного размера и конфигурации углеродные материалы и композиции на их основе идеальный материал для создания биосснсоров нового поколения. Включение в состав биосенсора холинэстеразы связано с широкой изученностью данного фермента, в том числе в составе биссснсоров, что позволяет надежно выделить вклад модификатора в поведение биосенсора Кроме того, холинэстераза даст возможность оценки влияния модификаторов на определение и субстратов ферментов, и их эффекторов фосфорорганичесхих и карбаминатных пестицидов, относящихся к необратимым ингибиторам холинэстеразы. Цслыо настоящей работы явилось создание и широкая сравнительная характеристика электрохимических холиыэстеразных сенсоров на основе модифицированных углеродных электродов с целью установления влияния модификатора на регистрируемый сигнал, операционные и аналитических характеристики биосенсоров и возможности нх практического использования в анализе реальных объектов экоаналитического контроля. ЕС. Апробация работы. Результаты исследований докладывались на Итоговой научной конференции Казанского государственного университета г. Всероссийских конференциях Экоаналитика. Анализ объектов окружающей среды Краснодар. Актуальные проблемы аналитической химии Москва, г Международном контрессе по аналитической химии Москва, , 7 Международной конференции по электроанализу Коимбра. Португалия. Семинаре Ii Бносснсоры для прямого определения загрязнения окружающей среды в полевых условиях Коимбра, Португалия, , Российскояпонском симпозиуме по аналитической химии Москва, г. Международном симпозиуме по биоэлсктрохимнн Братислава, Словакия, , 7 Международном симпозиуме по кинетическим методам анализа Бухарест, Румыния, , 6 . Азиатской конференции по аналитической химки II 6 Токио, Япония, , Международной конференции по аналитической химии I Дортмунд. Германия, , Международной конференции по электрохимическим сенсорам Матрафюред, Венгрия. Основные результаты изложены в 7 статьях и тезисах докладов. Структура и объем диссертации. Диссертационная робота изложена на 5 страницах машинописного текста, включает рисунка и 9 таблиц. Состоит из введения, 4 глав, выводов и списка использовашшх библиографических источников, включающего 5 ссылок на отечественные и зарубежные работы. Диссертация выполнена на кафедре аналитической химии Казанского государственного университета при поддержке РФФИ грант 0 Разработка тестовых методов определения ингибиторов гидролитических ферментов с помощью электрохимических биосенсоров и 5 Разработка электрохимических биосенсоров на основе иланарных модифицированных электродов для диагностики загрязнения окружающей среды, СанктПетербургского конкурсного центра по фундаментальному образованию фант . К ГУ Материалы и технологии XXI века ЯЕСОО, МСОСорсгтсиз грант ССГ, ИНТАС грант 3. Часть экспериментальных результатов п выводы на их основе использованы в учебном процессе в Казанском государственного университете при чтении общего курса Экологических мониторинг. Углеродистые материалы широко используются в конструировании электрохимических сенсоров и биосенсоров. К их достоинствам относятся многообразие свойств, легкость обработки, возможность получения электродов практически любой геометрии и размеров, простота объемной и поверхностной модификации 8. Доступные в настоящее время углеродистые материалы различаются но степени дисперсности, особенностям получения и строения и наличию поверхностных функциональных групп. Концентрация и состав этих групп зависят от технологии получения материала и его предварительной обработки. Поверхность углеродистых материалов обычно содержит хиноидные, карбоксильные и фенольные группы, образующиеся в результате неполного окисления ненасыщенных ароматических фрагментов, расположенных на поверхности углеродистого материала. Высокой реакционной способностью отличаются также ненасыщенные реакционные центры, представленные на рис. Рисунок 2.