Диссертация (Химические сенсоры и мультисенсорные системы на основе порфиринов и гетерокраун-эфиров), страница 9

PDF-файл Диссертация (Химические сенсоры и мультисенсорные системы на основе порфиринов и гетерокраун-эфиров), страница 9 Химия (47802): Диссертация - Аспирантура и докторантураДиссертация (Химические сенсоры и мультисенсорные системы на основе порфиринов и гетерокраун-эфиров) - PDF, страница 9 (47802) - СтудИзба2019-06-29СтудИзба

Описание файла

Файл "Диссертация" внутри архива находится в папке "Химические сенсоры и мультисенсорные системы на основе порфиринов и гетерокраун-эфиров". PDF-файл из архива "Химические сенсоры и мультисенсорные системы на основе порфиринов и гетерокраун-эфиров", который расположен в категории "". Всё это находится в предмете "химия" из Аспирантура и докторантура, которые можно найти в файловом архиве СПбГУ. Не смотря на прямую связь этого архива с СПбГУ, его также можно найти и в других разделах. , а ещё этот архив представляет собой докторскую диссертацию, поэтому ещё представлен в разделе всех диссертаций на соискание учёной степени доктора химических наук.

Просмотр PDF-файла онлайн

Текст 9 страницы из PDF

Пьезоэлектрический эффект состоит ввозникновении электрического напряжения внутри упругих анизотропныхдиэлектриков (кристаллов и поликристаллических материалов) при воздействиимеханического напряжения. Кварц и LiNbO3 являются наиболее частоиспользуемыми кристаллами, используемыми в резонансных датчиках, и вкварцевые микровесах, КМВ, в частности [5,8 53 ]. Основу КМВ составляетпластина, вырезанная из монокристалла кварца под углом 35°15’ в y-z плоскости(так называемый АТ-срез). С обеих сторон кварцевой пластины нанесены золотыеэлектроды, при подключении к которым переменного напряжения пластинадостигает частоты резонансного колебания за счет явления обратногопьезоэффекта.

Рис. I.13A,Б Принцип гравиметрического анализа сиспользованием КМВ основан на изменении резонансной частоты колебанийкварцевой пластины, f0, пропорциональной массе осажденного анализируемоговещества. Эта зависимость описывается уравнением Сауэрбрея [54]:∆ = −202√∙ ∙ ∆(I.19)где Δf - измеряемый сдвиг частоты резонанса; f0 - резонансная частота колебанийпьезокристалла; Δm – изменение массы на единицу площади, г/см2; ρq – плотностькварца, 2.648 г/см3; μq модуль упругости кварца, равен 2.9471011 г/смс2 для ATсреза.Кварцевые диски с частотой резонансного колебания от 6 до 30 МГцнаиболее часто используются в гравиметрических КМВ датчиках.

В такихстандартных КМВ изменение в резонансной частоте колебания в 1Гц может быть38соотнесено с изменением массы осажденного вещества на 1 нг. Амплитударезонансной частоты колебания КМВ изменяется разным образом в зависимостиот температуры в кристаллах с различным углом среза [53], Рис. I.13В.AБВРис. I.13 (A) Конструкция КМВ сенсора; (Б) Схематическое представлениепьезоэлектрического эффекта; (C) Зависимость резонансной частоты колебанияКМВ от температуры для кристаллов кварца с различным углом среза.Печатается из работы [53].КМВ могут быть модифицированы посредством нанесения химическогоили биохимического чувствительного слоя, реагирующего с анализируемымвеществом. Данный процесс должен быть обратимым, чтобы обеспечить39воспроизводимость КМВ. Различные типы модификаторов использовались ранеев КМВ, в частности: проводящие [55 -57] и молекулярно импринтированныеполимеры [58], полимерно-керамические композитные материалы [59], эпоксирезины [60], целлюлоза [61] и др.

Органические макрогетероциклы, и порфириныи фталоцианины в частности, также могут служить в качестве чувствительногоКМВ покрытия [62,63]. Примеры использования КМВ для оценки морфологииэлеткрополимеризованных чувствительных материалов на основе порфириновобсуждаются в следующих главах данной работы.I.3.7Фотоэлектрохимические сенсорыПринцип действия фотоэлектрохимические сенсоров основан на взаимномпреобразовании световой и электрической энергии в системе электродэлектролит.

В данных датчиках свет используется в качестве источникавозбуждения и фототок, протекающий в цепи освещаемой электрохимическойячейки регистрируется как полезный выходной сигнал [64].Протекание фототока в электрохимической цепи может быть вызванофотовозбуждением как электрода, так и раствора электролита.

В первом случае,при облучении сенсора, часто выполненного из полупроводниковых материалов(кремния, оксида цинка и пр.) и модифицированного фотоактивнымивеществами, происходит поглощение квантов света на фоточувствительноммодификаторе. Фото возбуждённые электроны мигрируют в зону проводимостиполупроводника, освобождая дырки на верхней занятой молекулярной орбитали(ВЗМО) органической молекулы медиатора.Аналит выступает в качестве донора электронов, которые смещаютфотогенерированные на медиаторе дырки в валентную зону полупроводника.

Врезультате данного процесса генерируется фототок, пропорциональныйконцентрации аналита. Различные фотоэлектрохимические сенсоры былиразработаны ранее для обнаружения в частности малых биомолекул и белков[65-71]. Примеры применения фотоэлектрохимического анализа в совокупностис новыми сенсорными материалами, разработанными в данной работе, даны вглавах V, VII.I.4I.4.1МультисенсорныйобъектовхимическийанализПреимуществамультисенсорногоиспользованием одиночных сенсоровмногокомпонентныханализавсравнениисТрадиционно при разработке новых химических сенсоров наибольшеевнимание уделялось их высокой селективности и способности точно измерятьконцентрацию анализируемого вещества в сложной смеси [ 72 ]. Высокаяселективность химического сенсора может быть достигнута посредством двухразличных стратегий [73]:40химического подхода, заключающегося в синтезе новых рецепторов,специфически взаимодействующих с анализируемым веществомпосредством химической реакции или формирования комплексныхсоединений; физического подхода, заключающегося в выборе определенногомеханизма трансдукции (и трансдьюсера), при котором толькоинтересующий аналит способен индуцировать изменениеопределенного физического свойства, которое затем преобразуетсяв полезный выходной сигнал.Оба эти подхода могут быть одинаково эффективны для разработкивысокоселективных датчиков, однако успехи супрамолекулярной химии всинтезе новых рецепторов привели к наибольшей популярности химическогоподхода.

Тем не менее, до настоящего времени не разработаны селективныесенсоры для прямого определения большого количества аналитов, в то время какселективность известных сенсоров недостаточно высока при измерениях вмногокомпонентных растворах. Так, многие природные образцы могутсодержать сотни или тысячи различных соединений, каждое из которых вноситсвой вклад в характеристики анализируемой матрицы. В этом случае выделить итем более количественно определить одно конкретное соединение, способноеохарактеризовать данную матрицу, не представляется возможным. Классическимпримером такой ситуации является дегустация пищевых продуктов: сложносоотнести вкус, например, цитрусовых с содержанием в них только аскорбиновойкислоты. Иными словами, “химический образ” сложной анализируемой среды неможет быть адекватно представлен с помощью одного пикселя всей картины, такэто приводит к значительным потерям необходимой информации [73].Одним из возможных путей преодоления указанных проблем являетсяиспользование хемометрического подхода.

Этот подход оказывается особенноэффективным, когданеобходимо учитывать большое число различныхфакторов, влияющих на отклик сенсора, и при отсутствии теоретической модели,описывающей это влияние. Принцип его заключается в использовании дляанализа сложных газовых и жидких сред массива химических сенсоров(мультисенсорной системы) в совокупности с различными математическимиметодами обработки экспериментальных данных.Принцип функционирования "химических" чувств млекопитающих, вчастности, обоняния и вкуса, послужил примером при разработке искусственныхмультисенсорных систем. В Природе проблема недостаточной селективностивкусовых рецепторов и рецепторов обоняния разрешена способом, очень схожимс хемометрическим подходом: рецепторы не избирательны по отношению котдельным видам химических веществ, напротив они взаимодействуют с разнойинтенсивностью с группами соединений, схожих по свойствам.

Информация,полученная от органов чувств, “обрабатывается” затем мозгом, с цельюклассификации и распознавания различных запахов или вкусов.41В применении к сенсорному анализу, может быть сформулирована новаяконцепция химического сенсора для использования в мультисенсорном анализе:высокая селективность последнего больше не требуется, напротив, сенсордолжен взаимодействовать в той или иной степени (с варьируемойчувствительностью) с наибольшим количеством веществ, присутствующих ванализируемой среде, Рис.

I.14Рис. I.14 Иллюстрация возможностей определения трех компонентов сложноймногокомпонентной среды, красного, синего и зеленого посредством массивасенсоров с высокой перекрестной чувствительностью и селективных сенсоров.Отсутствие селективного сенсора к зеленому компоненту не позволилоосуществить его точное определение.В этом случае отклик сенсора к веществам, которые ранее рассматривалиськак мешающие при определении основного аналита, будет учитываться, даваяважную химическую информацию об анализируемой среде. Такуючувствительность сенсора к максимально возможному числу компонентовназывают перекрестной чувствительностью (ПЧ), и наряду с долговременнойстабильностью электродных свойств она является определяющим фактором приотборе сенсоров и формировании мультисенсорных систем для анализа сложныхсред [74].

Свежие статьи
Популярно сейчас
Зачем заказывать выполнение своего задания, если оно уже было выполнено много много раз? Его можно просто купить или даже скачать бесплатно на СтудИзбе. Найдите нужный учебный материал у нас!
Ответы на популярные вопросы
Да! Наши авторы собирают и выкладывают те работы, которые сдаются в Вашем учебном заведении ежегодно и уже проверены преподавателями.
Да! У нас любой человек может выложить любую учебную работу и зарабатывать на её продажах! Но каждый учебный материал публикуется только после тщательной проверки администрацией.
Вернём деньги! А если быть более точными, то автору даётся немного времени на исправление, а если не исправит или выйдет время, то вернём деньги в полном объёме!
Да! На равне с готовыми студенческими работами у нас продаются услуги. Цены на услуги видны сразу, то есть Вам нужно только указать параметры и сразу можно оплачивать.
Отзывы студентов
Ставлю 10/10
Все нравится, очень удобный сайт, помогает в учебе. Кроме этого, можно заработать самому, выставляя готовые учебные материалы на продажу здесь. Рейтинги и отзывы на преподавателей очень помогают сориентироваться в начале нового семестра. Спасибо за такую функцию. Ставлю максимальную оценку.
Лучшая платформа для успешной сдачи сессии
Познакомился со СтудИзбой благодаря своему другу, очень нравится интерфейс, количество доступных файлов, цена, в общем, все прекрасно. Даже сам продаю какие-то свои работы.
Студизба ван лав ❤
Очень офигенный сайт для студентов. Много полезных учебных материалов. Пользуюсь студизбой с октября 2021 года. Серьёзных нареканий нет. Хотелось бы, что бы ввели подписочную модель и сделали материалы дешевле 300 рублей в рамках подписки бесплатными.
Отличный сайт
Лично меня всё устраивает - и покупка, и продажа; и цены, и возможность предпросмотра куска файла, и обилие бесплатных файлов (в подборках по авторам, читай, ВУЗам и факультетам). Есть определённые баги, но всё решаемо, да и администраторы реагируют в течение суток.
Маленький отзыв о большом помощнике!
Студизба спасает в те моменты, когда сроки горят, а работ накопилось достаточно. Довольно удобный сайт с простой навигацией и огромным количеством материалов.
Студ. Изба как крупнейший сборник работ для студентов
Тут дофига бывает всего полезного. Печально, что бывают предметы по которым даже одного бесплатного решения нет, но это скорее вопрос к студентам. В остальном всё здорово.
Спасательный островок
Если уже не успеваешь разобраться или застрял на каком-то задание поможет тебе быстро и недорого решить твою проблему.
Всё и так отлично
Всё очень удобно. Особенно круто, что есть система бонусов и можно выводить остатки денег. Очень много качественных бесплатных файлов.
Отзыв о системе "Студизба"
Отличная платформа для распространения работ, востребованных студентами. Хорошо налаженная и качественная работа сайта, огромная база заданий и аудитория.
Отличный помощник
Отличный сайт с кучей полезных файлов, позволяющий найти много методичек / учебников / отзывов о вузах и преподователях.
Отлично помогает студентам в любой момент для решения трудных и незамедлительных задач
Хотелось бы больше конкретной информации о преподавателях. А так в принципе хороший сайт, всегда им пользуюсь и ни разу не было желания прекратить. Хороший сайт для помощи студентам, удобный и приятный интерфейс. Из недостатков можно выделить только отсутствия небольшого количества файлов.
Спасибо за шикарный сайт
Великолепный сайт на котором студент за не большие деньги может найти помощь с дз, проектами курсовыми, лабораторными, а также узнать отзывы на преподавателей и бесплатно скачать пособия.
Популярные преподаватели
Добавляйте материалы
и зарабатывайте!
Продажи идут автоматически
5288
Авторов
на СтудИзбе
417
Средний доход
с одного платного файла
Обучение Подробнее