Главная » Просмотр файлов » Диссертация

Диссертация (1091617), страница 13

Файл №1091617 Диссертация (Биосенсоры на основе дрожжевой культуры и ассоциаций микроорганизмов для определения биохимического потребления кислород) 13 страницаДиссертация (1091617) страница 132018-01-18СтудИзба
Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 13)

Новым веществом,используемымдлямикроорганизмовмодификацииПВС,сцельюиммобилизациидля создания распознающих элементов биосенсоровявляется N-винилпирролидон, поскольку он легко образует комплексы сомногимисоединениямикрасителями),(токсинами,биосовместим,лекарственныминетоксичен,веществами,являетсяосновойкровезаменителей. Для получения матрицы на основе модифицированногополивинилового спирта, подходящей для включения микроорганизмов,необходимо изучить факторы (соотношение исходных реагентов, условияпроведения синтеза), влияющие на ее свойства.3.3.1 Влияние соотношения компонентов и времени синтеза на долюсшитого полимераВажнейшим фактором, оказывающим влияние на свойства (степеньсшивки)полимерногоносителя,являетсясоотношениеисходныхкомпонентов и время синтеза.

Для полученных сополимеров с различнымсоотношением исходных компонентовпроведено определение долисшитого сополимера методом экстракции.При использовании 20 мл 5% р-ра ПВС+ 100 мкл N-ВП и 100-400мкл Сe4+ (0,1 г/мл) все образцы в процессе экстракции при температуре600С растворились. При увеличении доли инициатора (800 мкл на 20 млраствора) происходит формирование нерастворимого сополимера.При смешивании N-винилпирролидона и поливинилового спиртапленка, образующаяся после высушивания, растворяется в воде. Припроведении модификации в течении одного часа происходит образованиенерастворимого полимера со степенью сшивки 54±4 %. В таблице 11представлены результаты влияния соотношения исходных компонентов ивремени синтеза на степень сшивки сополимера.82Таблица11.Долясшитогополимеравзависимостиотсоотношения компонентов и времени синтезаМольное соотношение компонентовДоля сшитого полимераВремя модификации 3 часаПВС : инициатор: N-ВП= 160 : 7 : 252 ± 4%ПВС : инициатор: N-ВП= 160 : 7 : 165 ± 5%ПВС : инициатор : N-ВП= 160 : 7 : 0,568 ± 3%ПВС : инициатор : N-ВП= 160 : 70 : 1095 ± 5%ПВС : инициатор: N-ВП = 160 : 3,5 : 1растворимПВС : инициатор: N-ВП= 160: 1,75 : 1растворимПВС : инициатор : N-ВП= 160 : 0,875: 1растворимСоотношнние компонентов ПВС : инициатор: N-ВП= 160 : 7 : 1Время модификации 1 час54±4%Время модификации 2 часа59±5%Время модификации 5 часов65± 5%Время модификации 6 часов67± 5%Как видно из таблицы 11 при увеличении времени модификациипроисходит незначительное увеличение доли сшитого полимера (с 54 до67%).ПриувеличениидолиN-винилпирролидонавсополимерепроисходит незначительное уменьшение доли сшитого полимера (с 68 до52%), что может быть связано с недостатком инициатора взятого для всехсоотношений в одинаковом объеме (800 мкл).Такимобразом,дляформированиянерастворимогоПВС,модифицированного N-винилпирролидоном необходимо использоватьследующее соотношение компонентов ПВС : инициатор : N-ВП = 160 : 7 :1.А для получения более сшитого полимерапропорционально увеличиватьколичествонеобходимоN-винилпирролидона иинициатора (ПВС : инициатор : N-ВП = 160 : 70 : 10), так как принедостатке инициатора образуется менее сшитый сополимер.3.3.2 ИК-спектроскопия образцов модифицированного поливиниловогоспиртаВработеполученыИК-спектрыисходныхвеществ:поливинилового спирта (рисунок 17) и N-винилпирролидона (рисунок 18).83Рисунок 17.

ИК-спектр поливинилового спирта (ν, см-1, таблетка вКВr): 3430 см-1 – валентные колебания ОН-группы; 2920 см-1 – валентныеколебания CH2 – группы; 2350 см-1 - валентные колебания CH– группы;1630 см-1 – колебания метоксикарбонильной группы поливинилацетата;1430 см-1 – деформационные колебания CH2– группы; 1100 см-1 –валентные колебания C – O – группыРисунок 18. ИК-спектр N-винилпирролидона (ν, см-1, приставкаМНВПО): 2977 см-1, 2948 см-1, 2887 см-1 –колебания CH2 – группы; 1693см-1 – валентные колебания С=О пирролидонового цикла; 1625 см-1 –валентные колебания C=C – связи; 1271 см-1 – валентные колебания С – N– связи.84В работе получены ИК- спектры всех образцов поливиниловогоспирта,модифицированногосN-винилпирролидономразличнымсоотношением компонентов.

На рисунке 19 представлены ИК-спектрыобразцовмодифицированногоПВСсразличнымсодержаниемсшивающего агента (N-винилпирролидона (N-ВП)).Рисунок 19. ИК-спектры ПВС модифицированного N-ВП (ν, см-1,приставкаМНВПО):1693см-1–валентныеколебанияС=Опирролидонового цикла; 1625 см-1 – валентные колебания C=C – связи.На всех трех ИК-спектрах (рисунок 19) наблюдается исчезновениеполосы поглощения при частоте 1625 см-1, характерной для валентныхколебаний двойных связей N-винилпирролидона, что указывает на разрывэтих связей.

Для сравнения приведен ИК-спектр образца, полученногопростым смешиванием поливинилового спирта и N-винилпирролидона(без синтеза), в котором не происходит модификации поливиниловогоспирта N-винилпирролидоном, инаблюдается характерная полосавалентных колебаний C=C – связив N-винилпирролидоне при частоте851625 см-1. В результате протекающей реакции происходит образованиесвязи >СH–O–CH<, которая в ИК-спектрах дает 3 характерных полосыпоглощения (1136 см-1, 935 см-1 и 917 см-1).Нарисунке20представленыИК-спектрыобразцовмодифицированного ПВС с различным содержанием инициатора.Рисунок 20.

ИК-спектры ПВС модифицированного N-ВП (ν, см-1,приставка МНВПО): 1693 см-1 – валентные колебания С = Опирролидонового цикла; 1625 см-1 – валентные колебания C=C – связи.При варьировании доли инициатора на всех ИК-спектрах (рисунок20)также наблюдается исчезновение полосы поглощения при частоте1625 см-1, характерной для валентных колебаний двойных связей вмолекуле N-винилпирролидона, что указывает на разрыв этих связей.Полосы поглощения на всех трех ИК-спектрах при разном соотношенииПВС: инициатор, совпадают, однако, как было показано ранее образцы ссодержанием 200 и 400 мкл раствора(NH4)2Ce(NO3)6 (Т=0,1 г/мл)растворяются в дистиллированной воде, что говорит о малом количествесшивок, образующихся при недостатке инициатора.86На рисунке 21 представлены ИК-спектры образцов сополимераприготовленных в течение разного времени.Рисунок21.ИК-спектрыобразцов поливиниловогоспирта,модифицированного N-винилпирролидоном в течение разного времениНа всех ИК-спектрах образцов со временем синтеза от 1 до 5 часовнаблюдается исчезновение полосы поглощения при частоте 1625 см-1,характернойдлявалентныхколебанийдвойныхсвязейN-винилпирролидона.3.3.3 ЯМР-спектроскопия образцов модифицированногополивинилового спирта и исходных веществСпектроскопия ядерного магнитного резонанса является мощным иинформативным методом исследования структуры молекул.

В частности,ЯМР позволяет наблюдать за протеканием химических процессов безвыделения индивидуальных продуктов из реакционной массы.Для установления структуры получающегося сшитого полимеранами было проведено изучение продуктов реакции взаимодействияполивиниловогоспиртасN-винилпирролидоном87сразличнымсоотношением компонентов ПВС: инициатор: N-ВП = 160:70:10 и 160:7:1(в присутствии аммоний-церий азотнокислого (NH4)2Ce(NO3)6).Дляотнесениясигналоввпредварительно были зарегистрированыспектре1Н иреакционной13смесиС спектры исходныхсоединений: N-винилпирролидона (рисунок 22,23) и ПВС (рисунок 24,25).Рисунок 22.

1Н спектр N-винилпирролидона.Рисунок 23. 13С спектр N-винилпирролидона.88Рисунок 24. Протонный ЯМР-спектр поливинилового спирта.Протоны ОН–групп находятся в обмене с протонами воды и вспектре не проявляются.Рисунок 25. 13С ЯМР-спектр поливинилового спирта.89Триады пиков на рисунке 25 обуславливаются наличием водородныхсвязей в поливиниловом спирте [99-100].Структура получаемого сополимера c соотношением компонентовПВС: инициатор: N-ВП = 160:70:10 была установлена с помощьюсовместного анализа одномерных 1H (рисунок 26), 13C-DEPTi (рисунок 27)и двумерных COSYii (рисунок 30), HSQCiii (рисунок 38), и HMBCiv(рисунок 29) ЯМР спектров.Рисунок26.Н1ЯМР-спектрполивиниловогоспиртамодифицированного N-винилпирролидоном c соотношением компонентовПВС: инициатор: N-ВП = 160:70:10.Distortionless enhancement by polarization transfer (позволяет отличить вуглеродном спектре CH/CH3 группы от СН2 и четвертичных углеродов).iiCorrelation spectroscopy (выявляет протоны связанные друг с другом спинспиновым взаимодействием)iiiHeteronuclear single quantum coherence spectroscopy (определяет прямыеуглерод-протонные взаимодействия)ivHeteronuclear Multiple Bond Correlation (определяет углерод-протонныевзаимодействия через три связи)i90На протонном ЯМР-спектрераствора сополимера виден сигналNH4+ группы аммоний-церий нитрата (6.90-7.22 м.д.) и отсутствуютсигналыпротоновCH2=CH-группыN-винилпирролидона,чтосвидетельствует о полном протекании реакции.

В протоном спектре(рисунок 28) хорошо видны уширенные сигналы СН2(8) – 1.50-1.70 м.д. иСН(6,7) – 3.86-4.06 м.д. групп цепочки поливинилового спирта.Рисунок27.13C(DEPT)спектрполивиниловогоспиртамодифицированного N-винилпирролидоном (соотношение компонентовПВС: инициатор: N-ВП = 160:70:10). Сигналы СН и СН3 групп направленывверх, сигналы СН2 и четвертичных углеродов направлены вниз.В углеродном спектре этим группам соответствуют три группысигналов: 42.0-42.7 м.д.

(СН2), а также 63.2-66.6 м.д. и 72.3-74.7 м.д. (СН).Наличие двух групп сигналов СН групп объясняется тем, что одна из них(при 63.2-66.6 м.д.) относится к незамещенному гидроксилу (СН-ОН), адругая (при 72.3-74.7 м.д.) относится к гидроксильной группе к которойприсоединяется N-винилпирролидон.91Рисунок28.спектрHSQCполивиниловогоспиртамодифицированного N-винилпирролидоном.Совместноанализируяпротонный,углеродный(DEPT)идвумерный HSQC (рисунок 28) спектры, мы определяем углероды СН,СН2, СН3 групп, их протоны, а также четвертичные углероды, которые неимеют прямых взаимодействий с водородами.Помимо сигналов протонов трех СH2-групп: 1.96-2.14 СН2(2); 2.292.45 СН2(3); 3.35-3.59 СН2(1) имеется еще один сигнал СН2(4) группы: 1.27м.д.

(19.7 м.д. в углеродном спектре). Его сильнопольный химическийсдвиг однозначно говорит о принадлежности этой СН2 группы к фрагментуOHCCH2NCOCH2CHNCCH2OOсшивки.Сигналы группы СН(5) (4.82 м.д. и 98.5 м.д. в протонном иуглеродном спектре) находим по двумерным HMBC (рисунок 29) и COSY(рисунок 30) спектрам. Так как протон СН группы в спектре 1Н не виден,92поскольку он попадает под подавленный сигнал воды, то его химическисдвиг определяется по спектру HSQC.Рисунок29.HMBCспектрполивиниловогоспиртаполивиниловогоспиртамодифицированного N-винилпирролидоном.Рисунок30.COSYспектрмодифицированного N-винилпирролидоном.93OHCCH2NCCH2CHCH2NOCOOПомимо сигналов сшивкивпротонном и углеродном спектрах также видны сигналы двух метильныхгрупп СН3(10) 1.32 и 1.40 м.д (14.3 и 18.4 м.д.

Характеристики

Список файлов диссертации

Свежие статьи
Популярно сейчас
Как Вы думаете, сколько людей до Вас делали точно такое же задание? 99% студентов выполняют точно такие же задания, как и их предшественники год назад. Найдите нужный учебный материал на СтудИзбе!
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
6384
Авторов
на СтудИзбе
308
Средний доход
с одного платного файла
Обучение Подробнее