Способность производных ферроцена участвовать в переносе электрона между молекулой оксидоредуктазы и электродом используется для конструирования амперометрических биосенсоров. Принцип формирования сигнала такого биосенсора представлен на рис.2.

Рисунок 2: Использование производных ферроцена как диффузионных медиаторов электронного переноса совместно с  оксидоредуктазами в гомогенных биокаталитических системах

Для того, чтобы участвовать в переносе электрона, потенциальный медиатор должен удовлетворять следующим требованиям:

- иметь низкий окислительно-восстановительный потенциал;

- обратимо окисляться/восстанавливаться на электроде;

- характеризоваться высокой скоростью переноса электрона;

- быть химически устойчивым.

Производные ферроцена различного заряда и растворимости с редокс-потенциалами  (E0)  между +0.1 В и +0.5 М (см. рис.3) были использованы для переноса электрона от GOx [8] и некоторых других оксидоредуктаз

Рисунок 3: Электрохимические свойства замещенных ферроценов (потенциалы отн. Ag/AgCl)

 

В таблице приведены электрохимические характеристики ряда производных ферроцена (рисунок слева), определяющие их свойства медиаторов электронного переноса (фосфатный буферный раствор, рН 7.4)

 

Заместитель Е, мВ, отн.Ag/AgCl Eox-Ered, мВ Ia/Ic ket, см с-1
СНО 518 133 0.32 1.06
СОСН3 487 67 0.84 1.08
СОС2Н5 475 71 0.94 0.63
СОСН2СН2СООН 458 73 0.84 0.75
СОС6Н4СООН 455 71 0.77 0.91
C(NOH)CH3 325 67 0.95 1.25
COOH 309 66 0.97 0.99
CH2OH 216 64 1.00 2.43
CH(OH)CH3 211 64 1.01 2.32

 

Глава 2

Литература к главе 2