Изучение сенсорных свойств органических и полимерных пленок на твердой подложке

• Автор: Киселев, Глеб Александрович
• Шифр специальности: 02.00.06, 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 138 с. : ил.

Оглавление

1. Обзор литературы

1.1. Мсюды .ШИЛОВОЙ микроскопии.

1.1.1. Атомносиловая микроскопия.

1.1.2. Силовая спектроскопия

1.1.3. Мсюды, использующие датчики на основе кант ил еверов АСМ.

1.1.4 Архитекту ра кантилсвсрных датчиков и системы контроля за положением

кантилеверов

1.1.5. Производство и методы отчистки кантилеверов

1.2. Преобразователи биохимических реакций в аналишческий сишал.

1.2.1. Амперометрический анализатор.

1.2.2. Потенциометрический анализатор.
1.2.3 Смкоспюй иммуносенсор.
1.2.4. Кондуктометр и чес кие датчики.
1.2.5. Оптические иммуносенсоры.
1.2.6. Пьсзокварцсвыс иммуносенсоры.
1.3. Исследовании химических и био.киичсских процессов ка поверхности кантилевера.
1.3.1. Хсмосорбция низкомолекулярных веществ и поверхностные химические рсакиии
1.3.2. Кантилсверные ссноры на основе высокомолекулярных и биополимерных систем
Экспериментальная часть
2. Разработка универсальной измерительной системы для микрокантилеверных сенсоров
2.1 Введение
2.2 Материалы и методы. в
2.3 Полученные результаты и обсуждение
2.3.1 Измерение массы микрообъектов.
2.3.3 Ар1ефакгы метода микровзвешивания с помощью камтилсвсра.
2.3.4. Измерение сил натяжения в полимерной пленке
2.4 Выводы
3. Исследование свойств монослоев низкомолекулярных веществ
3.1. Введение.
3.2. Материалы и методы.
3.3. Результаты и обсуждение
3.4. Выводы.
Глава 4
4. Исследование иммунохимических реакций, протекающих на поверхности кантилевера.
4.1. Иммунохнмпческий сенсор на морфин.
4.1.1. Введение
4.1.2. Материалы и методы
4.1.3. Результаты и обсуждение.
4.1.4. Выводы
4.2. Иммунохнмпческий сенсор на пероксилазу хрена
4.2.1. Введение
4.2.2. Материалы и методы
Блокировка кремниевой поверхности кантилевера.
Физическая иммобилизация ДО с использованием белка Л
Химическая иммобилизация ДО с испо ьзованием белка Л.
4.2.3. Результаты и обсуждение.
Физическая нммобизизация с использованием белка Л.
Химическая иммобизизация ДО па поверхности кантилевера
4.2.4. Выводы.
Глава 5.
5. Исследование агрегации лизоцима на поверхности кантилевера
5.1 Введение
5.2. Маериаль и методы
5.3. Результаты и обсуждение
5.4. Выводы.
Теоретическая часть.
6. Задача колебаний нагруженной балки
7. Модель расчета сил парных взаимодействий между молекулами, находящимися па поверхности кантилевера
8. Качественное описание процесса образования фибрилл в химически иммобилизованном монослое молекул белка
Заключение
Выводы
Благодарное и.
Библиография


Изменение формы агрегатов лизоцима на поверхности золота с течением времени нахождения в буфере 3. Участок поверхности образца, содержащий как слой лизоцима, так и золотую поверхность, не покрытую лизоцимом б гистограмма высот поверхности толщина слоя лизоцима 3 нм, в высота одиночной фибрилты над монослоем 3 нм. Поверхность модифицированной слюды, покрытая лиюцимом, после обработки тлициновым буферным раствором в течение 1 минуты, б та же поверхность с дефектом протирания, созданным искусственно с помощью каитилевера, для опреде тения высоты монослоя. На вставке тисю1рамма высот выделенной обтасти средняя высота слоя мо тскул лизоцима на поверхности слюды 1. Поверхность слюды, покрытая . Ш,1 им. Система координат для задачи колебаний нагруженной балки. Модель плотнейшей гексагональной упаковки монослоя белка на поверхности каптизсвера. Модель кубической упаковки монослоя белка на поверхности кантиленера. Стрелками указаны направления действия сил межмолекулярных взаимодействий и результирующей силы, дающей вклад в поверхностное наяжепис белковой пленки. Механизмы роста фибрилл а линейная сборка олигомеров в двух направ сниях, б линейный рост фибрилл из предварительно образовавшегося аморфною цсшра 3. Качественная модель образования фибрилл в монослое гексогонально упакованных белковых молекул а трехмерная модель, б двумерная модель сечения фибри мы. Технические характеристики кантилеверов Калозетюогс. Основные характеристики использованною сорбента. Константы десорбции паров органических веществ с поверхности частицы ДиасорбС. I ехнические характеристики кантиленера С. ЯС Е. Изображение канипсвера СЭДО и ею параметры. Зависимость изменения краевою ула смачивания кап ш воды на золотой подложке модифицированной бис42ииридилмстиленаминофенн Одисульфидом в этаноле от времени инкубации в растворе 3 М этанола 6. Сравнение характеристик анализатора с характеристиками физическою и химического методов иммобилизации рецеторною слоя. Сводные данные по кинегикс и силовым характеристикам изтиба кантилевера в глициновом буфере 3. Сводные данные анализа изображений монослоев лизоцича, ковалентно иммобилизованного на зо. Микрокантилевсрные системы янлякмся современными тинами ВЫСОКОЧВСТВИТеДЬных твердофазных преобразователей биохимических реакций, протекающих на их поверхности, в аналитический сигнал. Существенной особенностью кантилевера, не имеющей альтернативных аналоюв, является способность прямою измерения натяжения в пленках, помещенных на одну из ею сторон. Благодаря этому информация о состоянии исследуемых объектов, получаемая с помощью мнкромсханических систем, оказывается уникальной и, вообще товоря, отличается от той, которую дают распространенные методы анализа массы, а также оптических, и электрических свойств пленок. Уникальность информации состоит в том, что она непосредственно характеризуег энертию межмолекулярных взаимодействии внтри пленки, преобразующуюся в статический изгиб кантилевера энертию аналитичсскою сигнала. Появлением кангилеверы обязаны атомносиловой микроскопии АСМ, которая сама по себе является мощным и всеми признаным инструментом исследования свойст поверхностей. В х и х юдах прошлого века развитие методов силовой микроскопии имело тенденцию к более глубокому и мультиинформативному анализу поверхностей, что в конечном итоге привело к качественно новым методам исследования свойств пленок с использованием кантилевсров, когда обьект исследования определяет параметры мнкроэлсктромеханическоI о зонда. Сейчас системы с кангилсвсрными преобразователями зарекомендовали себя в качестве полноценного экспериментального метода, применяемого в исследованиях межмо текулярных взаимодействий в мопослойных н ючтках низкомолекудярных веществ, биопо тмерных объектов, а также в области химии поверхностных реакций ,,,0,2 и молекулярной биологии ,3,4. Использование микрокантилсверов может быть также полезным для практических задач анализа био Ю1ических маркеров различных таболсвапий человека ,, контроля концентраций юрбицидов , обнаружения ядовитых 7,8 и взрывчатых веществ , в окружающей среде.