Электрокатализ и амперометрическое детектирование серосодержащих соединений на модифицированных электродах

• Автор: Зиганшина, Суфия Асхатовна
• Шифр специальности: 02.00.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 168 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

ВВЕДЕНИЕ.
ГЛАВА 1. МОДИФИЦИРОВАННЫЕ ЭЛЕКТРОДЫ С КАТАЛИТИЧЕСКИМИ СВОЙСТВАМИ В ВОЛЬТАМПЕРОМЕТРИИ ОРГАНИЧЕСКИХ И НЕОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ Литературный обзор.

1.1. Явления, лежащие в основе действия ХМЭ II

1.2. Механизм электрокатализа

1.3. Типы модификаторов

1.3.1. Металлы и сплавы.

1.3.2. Оксиды металлов.

1.3.3. Неорганические комплексы металлов.

1.3.4. Органические комплексы металлов.

1.3.5. Полимерные материалы
1.3.6. Композитные материалы.
1.4. Использование химически модифицированных электродов на
основе переносчиков электронов в проточноинжекционном анализе .
1.5. Медиаторные химические и биохимические сенсоры.
1.6. Методы определения серосодержащих органических соединений
ГЛАВА 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ.
2.1. Приборы и реактивы
2.2. Способы получения химически модифицированных электродов и биосенсоров на их основе.
2.3. Объекты исследования
ГЛАВА 3. ЭЛЕКТРОКАТАЛИТИЧЕСКОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ СЕРОСОДЕРЖАЩИХ АМИНОКИСЛОТ НА ЭЛЕКТРОДАХ, МОДИФИЦИРОВАННЫХ РУТЕНИЕМ И ЕГО СОЕДИНЕНИЯМИ .
3.1. Электрохимическое поведение серосодержащих аминокислот на угольнопастовом электроде
3.2. Электрохимическое поведение серосодержащих аминокислот на модифицированных электродах.
3.2.1. Электрохимическое поведение рутения и его соединений,
включенных в состав модифицированных электродов
3.2.2. Электроокисление серосодержащих аминокислот на электроде с электроосажденным рутением.
3.2.3. Электроокисление серосодержащих аминокислот на угольнопастовом электроде, модифицированном оксидом рутения1У
3.2.4. Электроокисление серосодержащих аминокислот на пленочном электроде, модифицированном гексацианоферратомП рутенияШ.
3.2.5. Сопоставительная характеристика свойств электродов, модифицированных рутением и его соединениями.
3.3. Определение серосодержащих аминокислот на химически модифицированных электродах на основе соединений рутения.
3.3.1. Вольтамперометрическое определение цистеина, цистина и метионина на ХМЭ на основе оксида рутения1 V.
3.3.2. Амперометрическое детектирование серосодержащих аминокислот на ХМЭ на основе оксида рутения1У и гексацианоферратомН рутенияШ в условиях проточноинжекционного анализа.
ГЛАВА 4. ЭЛЕКТРОКАТАЛИТИЧЕСКОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ СЕРОСОДЕРЖАЩИХ СОЕДИНЕНИЙ НА ЭЛЕКТРОДАХ, МОДИФИЦИРОВАННЫХ МЕТАЛЛОФТАЛОЦИАНИНАМИ.
4.1. Электрохимическое поведение комплексов фталоцианина с переходными металлами, введенных в состав модифицированных электродов.
4.2. Электрокатализ аминокислот на химически модифицированных
электродах на основе металлофталоцинанинов
4.3. Электрокатализ пестицидов дитиокарбаминового ряда на электродах, модифицированных металлофталоцианинами.
4.4. Применение угольнопастового электрода, модифицированного фталоцианином кобальтаИ для электрокаталитического определения серосодержащих соединений.
4.5. Использование медиаторного электрода на основе фталоцианином кобальтаИ при разработке холинэстеразных биосенсоров.
. 4.5.1. Электрохимическое поведение тиохолиновых эфиров
субстратов на уголыюпастовом электроде
4.5.2. Разработка амперометрических медиаторных
холинэстеразных биосенсоров .
ВЫВОДЫ.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Р1, , Аи, различные углеродистые стеклоуглсрод СУ, графит, пирографит, угольная паста, угольная сажа и другие материалы силикагель, ацетиленовая сажа. Модифицирование электродной поверхности может быть достигнуто различными способами, которые, прежде всего, должны обеспечивать прочную связь электроактивного соединения с поверхностью и осуществление обмена электронами между подложкой и субстратом в объеме раствора или на поверхности электрода с высокой скоростью. Необходимо также создать высокую концентрацию активных центров на поверхности для получения больших величин тока. В основе действия ХМЭ лежат различные явления 1, которые могут проявляться при использовании электродов как раздельно, так и в комбинации друг с другом. Одним из широко используемых приемов в элсктроаналитической химии является накопление аналита на поверхности сенсора с помощью соответствующего реагента подходящего рецептора путем образования ковалентных и нековалентных связей 1, 2 или путем образования амальгам, в случае инверсионной вольтамперометрии 3 5. Модификаторы, закрепленные на поверхности электрода, могут селективно взаимодействовать с определяемым веществом аналитом. Хемосорбцию, проявляющейся в делокализации яэлектронной системы субстрата на модификатор 1. Электростатическое взаимодействие ионных аналитов реагентов с иммобилизованными ионообменными группами 1. Ионы из раствора могут быть обменены в химически иммобилизованный монослой через ионообменные группы или полислой посредством иммобилизованных пленок из цеолитов 8, 9, ионообменных, проводящих и редокс полимеров 1,2. Комтексообразоваиие, включая формирование хелатов, супрамолекулярных комплексов или комплексов типа гостьхозяин. Этот механизм приводит к избирательному накоплению определяемых молекул или ионов на поверхности электрода . ХМЭ с закрепленными на поверхности модификаторами, которые позволяют накапливать определяемые частицы, могут быть использованы для анализа этих соединений, как в растворе, так и в газовой фазе. Химические превращения электронеактивных частиц на поверхности электрода при участии модификаторов позволяют получить электрохимически активные производные пригодные для детектирования. Этим путем могут быть улучшены чувствительность и селективность электродов по отношению к различным функциональным группам 1, . Кроме того, электронеактивные соединения могут быть определены по уменьшению тока окисления или восстановления модификатора. Например, создан электрод на основе смешанновалентной пленки из цианидов железа и рутения для аналитического определения ионов щелочных К, Ыа, 1л и щелочноземельных Сб2 металлов . Ионные взаимодействия и проницаемость мембран, покрывающих электрод, являются определяющими факторами, контролирующими доступ субстрата к поверхности электрода 2. Механизм мембранного транспорта основан на различных свойствах, таких как заряд, размер, форма и полярность субстрата и мембраны. Расширение круга анализируемых веществ, кроме того, достигается при использовании ХМЭ, покрытых мембранами, которые наряду с транспортными свойствами проявляют каталитические или биокатапитические свойства. В последние годы все больше в аналитических целях используется электрокатализ. Элекгрокатализ проявляется в увеличении скорости переноса электрона субстрата, который при тех же потенциалах на немодифицированном электроде протекает медленно. В литературе для этих процессов применяют и другие названия медиаторные процессы, процессы с использованием переносчика электронов, каталитические процессы. Смысл во всех случаях один и тот же, заключающийся в том, что в реакционную среду вводится дополнительный реагент, ускоряющий электрохимический процесс. На рис. В этой модели предполагается наличие медиаторной пары ММ, иммобилизованной равномерно в слое толщиной Ь на поверхности электрода. Медиатор реагирует с присутствующим в растворе субстратом Б, в результате чего образуется продукт Р. Затем медиатор электрохимически восстанавливаетсяокисляется и форма М реагирует с ещ одной молекулой субстрата 2.