Данный проект тесно взаимосвязан с диссертационной работой аспиранта Васильевой АА. Тема диссертационной работы – «Разработка методики создания электрохимических сенсоров на основе полианилина, допированного наночастицами металлов», длительность обучения в аспирантуре – 4 года. Задачи 1, 2 данного проекта включены в диссертационную работу. Выполнение проекта позволит оптимизировать подходы к работе над диссертационным исследованием, установить способы повышения эффективности разрабатываемых сенсоров для решения проблемы определения содержания глюкозы в многокомпонентных средах и в перспективе демонстрации их применения для исследования биологических объектов.
Выполнение данного проекта предполагает использование научного парка СПбГУ - РЦ ОЛМИВ, МРЦ Нанотехнологий, Центр Биобанк, Физические методы исследования поверхности, Рентген-дифракционные методы исследования.
Основная цель исследования - разработка миниатюрной электродной системы на основе наноструктурированного темплата, покрытого полианилином и декорированного серебряными наночастицами, для применения в электрокатализе окисления глюкозы. Наноструктурированные темплаты получены в результате двухстадийного анодирования алюминия, полианилин (ПАНИ) получен в ходе разработанной методики «in situ» окислительной полимеризации анилина. На структурах темплат-ПАНИ проведено лазерно-индуцированное осаждение серебряных НЧ методом лазерно-индуцированного осаждения из растворов коммерчески-доступного прекурсора бензоата серебра. Полученные образцы впервые применялись в качестве рабочих электродов в реакции электрокаталитического окисления глюкозы. Изучено влияние концентрации глюкозы на электрохимический отклик системы, исследована возможность определения глюкозы в присутствии мешающих веществ в количествах, соответствующих содержанию в биологических объектах. В результате выполнения работы разработаны миниатюрные сенсоры с видимой площадью электрода 0.07см2, которые демонстрируют применимость для детектирования глюкозы в реальных биологических образцах – модельных аналитах, содержащих глюкозу и мешающие биологические компоненты, а также плазме крови. Продемонстрирована возможность определения глюкозы в плазме крови лабораторных крыс.
В ходе реализации проекта была осуществлена разработка наноструктурированных систем АОА/ПАНИ/Ag. 3D архитектура системы обеспечивалась за счет применения темплатов – наномембран анодированного оксида алюминия. В рамках проведения работ по проекту методика синтеза темплатов была оптимизирована для получения более высокого выхода продукта. Далее темплаты были покрыты полианилином в ходе разработанной авторами проекта методики «in situ» полимеризации, которая позволяет получить полимерное покрытие внутри пор АОА с высоким соотношением длина/диаметр. Затем на полученные системы проводилось лазерно-индуцированное осаждение серебряных НЧ. Следует отметить, что используемый прекурсор (бензоат серебра) применялся для ЛИО впервые.
Была изучена электрокаталитическая способность синтезированных систем к окислению глюкозы в нейтральной среде. Показано, что полученные образцы могут быть использованы как потенциометрические сенсоры на глюкозу. Показано, что в диапазоне концентраций, соответствующем содержанию глюкозы в биологических объектах, наблюдается линейный отклик системы. Изучено влияние присутствия мешающих компонентов на определение глюкозы в электролите. Установлено, что наличие аскорбиновой кислоты, соевого масла, фосфатидилхолина, глицерина до концентраций 15мг/л, 4 мг/л, 0.24 мг/л и 0.44 мг/л соответственно, не влияет на аналитический сигнал.
Разработанные в настоящем проекте методики позволили создать миниатюрные сенсоры с видимой площадью электрода 0.07см2. Помимо этого была проведена модернизация конструкции электрохимической ячейки для возможности проведения измерений в малом объеме электролита. Продемонстрирована возможность детектирования глюкозы в плазме крови лабораторных крыс. Образцы предоставлены ФГБУ «НМИЦ им. В.А. Алмазова». Содержание глюкозы в полученных образцах составило 9.26±0.31мМ.
Алина Анвяровна Маньшина, руководитель, 20%
Анна Алексеевна Васильева, исполнитель, 80%
Краткое название | Аспиранты |
---|
Акроним | RFBR_ASP_2019 |
---|
Статус | Завершено |
---|
Эффективные даты начала/конца | 1/10/19 → 30/09/21 |
---|