ГРАНТ РФФИ 09-03-00161-а

"Новые электрохимические сенсоры и биосенсоры на основе медиаторных систем для обобщенной оценки объектов сложного состава"

 

КРАТКИЙ НАУЧНЫЙ ОТЧЕТ ЗА 2009 г.

 

Проведено систематическое исследование электрохимических характеристик электродов, модифицированных покрытиями, сочетающими углеродные нанотрубки (УНТ) с моно- и полимерными формами фенотиазиновых красителей и полианилином. Исследовано влияние на характеристики сенсоров ДНК и некоторых других полиэлектролитов, добавляемых в реакционную смесь или адсорбированных на УНТ до полимеризации. Разработаны способы получения многослойных и смешанных однородных покрытий и методы контроля их состава и свойств в реакциях анодного окисления органических соединений-антиоксидантов (фенолы, серосодержащие аминокислоты и органические аминокислоты, аскорбиновая кислота). Показано, что по сравнению с гладким стеклоуглеродом электрополимеризация Метиленового Синего, Метиленового Зеленого и анилина поверх УНТ повышает адгезию полимерного слоя к электроду, эффективность накопления полимерного продукта и облегчает включение в состав растущей пленки низкомолекулярных и высокомолекулярных соединений, в том числе, обладающих медиаторными и рецепторными свойствами. Установлены аналитические характеристики определения легко окисляющихся соединений в режиме постояннотоковой вольтамперометрии и потенциометрии. Свойства получаемых поверхностных слоев контролировали по сигналам окисления/восстановления редокс-индикаторов, различающихся по заряду и специфичности взаимодействия с компонентами покрытия (гидрохинон, феррицианиды, Метиленовый Синий), а также параметрам электрохимического импеданса. Показано, что в присутствии ДНК электрополимеризация анилина протекает в слабокислых средах при сохранении обратимости и рН-чувствительности редокс-потенциала, что делает процесс перспективным при разработке электрохимических биосенсоров. Определение антиоксидантов на электродах, покрытых электрополимеризованными продуктами в присутствии ДНК, отличает низкая рН-чувствительность сигнала в связи с участием биополимера в стабилизации протонированных форм полимеров и переносом ионов водорода в пределах поверхностного слоя. Показана возможность определения электрохимически неактивных интеркаляторов ДНК в режиме замещения при последовательной обработке сенсоров фенотиазинами и интеркаляторами. Проведена оценка возможности определения индивидуальных антиоксидантов фенольного ряда и их суммарного количества в кулонометрическом, амперометрическом и потенциометрическом эксперименте на электродах, покрытых композитами УНТ-полифенотиазины, УНТ-полианилин-полифенотиазины и УНТ-ДНК-полифенотиазины. Разработаны потенциометрические сенсоры на основе полианилина и тиакаликсареновых рецепторов для суммарного определения антиоксидантов и проведения классификации объектов сложного состава. На примере спиртосодержащей продукции (водка, бальзамы, бренди) показана возможность классификации по торговой марке. Предположительно, классификация связана с влиянием на сигнал сенсоров улучшителей в случае водки и природных антиоксидантов и органических кислот – комплексообразователей для бренди и бальзамов.