Диссертация (1150338), страница 6
Текст из файла (страница 6)
нм[136]Состав раствораDCV, Вd, мкмl, мкмнаноструктур, ссылкамкмH2PtCl6·6H2O;ITOAu/PtHAuCl4·4H2O;PBS pH 6,98HAuCl4·4H2O;AuAu/PtH2PtCl6·6H2O;0,00031H3BO3AuAuMeHAuCl4·4H2O;3∙10-5-PdCl215-1∙10-6НЧ Au (15-305∙10-6-нм); NaCl2∙10-4Pd/AuAu; PtAu50-250-42МатериалСоставэлектродананоструктурν,ACV Vpp,МГцВСостав раствораДиаметрDCV, Вd, мкмl, мкмнаноструктур, ссылкамкмPd(CH3COO)2;AuPdHEPES3∙10-40,322,6-28,2-10 - 2510 250,1[129]буф.р-рPtAuAuI3неск.180,7≈50≈500,01-0,05[137]PtAuAu, I2, KI, этанол218-0,62-5≥1000,2[125]AlInIn(CH3COO)3118-60600,367-0,556[126]AuPtH2PtCl60,1-118---0,015-0,06[138]AuPtK2PtCl40,1004-2-42-40,023[124]0,5-1202В8-10--[121]AgNO3; AuPtAu/Agэлектролизныйр-р431.6.2. Миниатюризированныесистемыдляопределенияпероксидаводорода в среде клеточных культурИсточниками пероксида водорода в биологических средах являютсяспонтанно или каталитически образовавшиеся анионы супероксида.
Эти анионыполучаются при восстановлении кислорода в течение аэробного дыхания, либокак следствие действия на клетку различных физических, химических илибиологических раздражителей [139-142]. Пероксид водорода и его радикалыявляются активными формами кислорода, и их потенциал восстановлениянаходится в диапазоне от плюс 0,77 до плюс 1,44 В. Прямое электрохимическоеокисление пероксида водорода на стеклоуглеродном электроде, как метод дляопределения пероксида водорода в среде клеточных культур, был предложен в1984 году. Но такое воздействие на клетки может привести к изменениюмакромолекулвклетке,нарушитьихфизиологическиефункциивжизнедеятельности клеточной ткани. Такие нарушения приводят к тому, чтоклетки задействуют сигнальный и защитный механизмы, что в свою очередьприводит к старению клетки и ее смерти.
При этом пероксид водорода являетсяодним из самых стабильных продуктов метаболизма клетки [143], что приводит кпотребности вразработке электрохимических методов его детектирования вбиологических средах. Электрохимические методы детектирования пероксидаводорода при низких потенциалах не приводит к нарушению жизнедеятельностиклетки. Помимо электрохимических методов анализа для определения пероксидаводорода и других продуктов метаболизма клеток используют флуоресцентный идругие оптические методы анализа.
Для снижения потенциалов детектированияпероксида водорода используют различные новые наноструктурированныематериалы и биологические молекулы [55, 56, 144, 145].Коммерческиеэлектрохимическиебиосенсорыпозволяютпроводитьэкспрессное определение концентрации глюкозы в домашних условиях. Несмотряна это они обладают рядом недостатков: низкой точностью определения и низкойстабильностью работы. Создание вольтамперометрических сенсоров на основе44электродов, модифицированных наноструктурами золота, приведет к увеличениюстабильности работы и повышению чувствительность сенсоров.
Для созданияминиатюризированныхвольтамперометрическихсенсоровнаиболееперспективным является метод DENA, так как данным методом можносинтезировать ультрамикроэлектроды с воспроизводимой поверхностью. МетодDENA ранее не применялся для синтеза ультрамикроэлектродов.Поэтомуданнаяработапосвященаразработкеметодовсинтезавоспроизводимых наноструктур золота, палладия и их сплавов и, разработкерабочих электродов для вольтамперометрических сенсоров на их основе иизучению их аналитических характеристик.452. Методическая часть2.1. Оборудование и реактивыИспользуемые реактивы1)Гексацианоферрат (III) калия ≥99.0% (Fluka)2)Нитрат калия ≥99% (Sigma Aldrich)3)Дигидрофосфат натрия моногидрат 98-102% (Sigma Aldrich)4)Гидрофосфат натрия ≥99% (Sigma Aldrich)5)D-(+)-Глюкоза ≥99% (Sigma Aldrich)6)Ферроценметанол 97% (Sigma Aldrich)7)Пероксид водорода 30%, для определения следовых количеств (SigmaAldrich)8)Хлорид золота (III) тригидрат ≥99% (Sigma Aldrich)9)Хлорид палладия (II) (Sigma Aldrich)10)Олеиламин 70% (Sigma Aldrich)11)Тетрахлоропалладат (II) калиия 99% (Sigma Aldrich)12)Гидрохинон 99% (Sigma Aldrich)19)Глутаровый альдегид, 50% водный раствор ≥99% (Sigma Aldrich)20)Цистеамин ≥98% (Sigma Aldrich)21)Глюкозоксидаза 50KU, 100000-25000 единиц/грамм (Sigma Aldrich)23)L-аскорбиновая кислота ≥99% (Sigma Aldrich)24)Толуол для ВЭЖХ ≥99% (Sigma Aldrich)25)Гексан для ВЭЖХ ≥98,5% (Sigma Aldrich)4626)Этанол, для анализа (Emsure)27)Ацетон для ВЭЖХ ≥99,9% (Sigma Aldrich)28)Кислота серная, концентрированная 95-97% (Sigma Aldrich)29)2-пропанол ≥99% (Sigma Aldrich)30)Вода дистиллированная31)Вода бидистиллированная (MilliQ)2.1.1.
Приготовление растворов1)5мМ раствор цистеамина для иммобилизации на электроде готовилис помощью взятия навески (или аликвоты) в бюксе объемом 10 мл, ирастворенияем в 5 мл растворителя (гексан или этанол).2)Готовили 0,1М раствор гидрофосфата натрия: навеску, массой 0,8659грастворяли в небольшом количестве дистиллированной воды, затем переносили вмерную колбу на 100 мл и доводили до метки дистиллированной водой.3)Готовили 0,1М раствор дигидрофосфата натрия: навеску массой0,5303г растворяли в небольшом количестве дистиллированной воды, затемпереносили в мерную колбу на 100 мл и доводили до метки дистиллированнойводой.4)Готовили 0,1М фосфатный буферный раствор pH 7: смешивали 500 мл0,1М раствора гидрофосфата натрия и 325 мл 0,1М раствора дигидрофосфатанатрия.5)Готовили 0,1М фосфатный буферный раствор pH 5,8: смешивали 250мл 0,1М дигидрофосфата натрия и 21,7 мл 0,1М гидрофосфата натрия.6)Готовили 0,1М раствор нитрата калия: навеску массой 2,5275 грастворяли в небольшом количестве дистиллированной воды, затем переносили вмерную колбу на 250 мл и доводили до метки дистиллированной водой.477)Готовили 0,1М раствор гидроксида калия: навеску массой 0,6452 грастворяли в небольшом количестве дистиллированной воды и переносили вмерную колбу на 100 мл, затем доводили до метки дистиллированной водой.8)Готовили0,1Мрастворсернойкислоты:бралиаликвотуконцентрированной серной кислоты (95-97%) объемом 273 мкл и разбавляли внебольшом количестве дистиллированной воды, затем переносили в мернуюколбу на 50 мл и доводят до метки дистиллированной водой.9)Готовили 0,001М раствор гексацианоферрата (III) калия: навескумассой 0,03293 г растворяли в небольшом количестве 0,1М фосфатногобуферного раствора (pH 7) или 0,1М раствора нитрата калия.
Раствореннуюнавеску переносили в мерную колбу объемом 100 мл, затем доводили до метки0,1М фосфатным буферным раствором (pH 7) или 0,1М раствором нитрата калия.Растворы с меньшими концентрациями готовили путем разбавления исходногораствора.10)Готовили 0,001М раствор гидрохинона: навеску массой 0,0111грастворяли в небольшом количестве 0,1М фосфатного буферного раствора (pH 7)и переносили в мерную колбу на 100 мл, затем доводили до метки метки 0,1Мфосфатным буферным раствором (pH 7). Растворы с меньшими концентрациямиготовили путем разбавления исходного раствора.11)Готовили 0,001М раствор ферроценметанола: навеску массой 0,026грастворяли в небольшом количестве 0,1М фосфатного буферного раствора (pH 7)или 0,1М растворе нитрата калия.
Растворенную навеску переносили в мернуюколбу объемом 100 мл, затем доводили до метки 0,1М фосфатным буфернымраствором (pH 7) или 0,1М раствором нитрата калия. Растворы с меньшимиконцентрациями готовили путем разбавления исходного раствора.12)Готовили 0,1М раствор D-(+)-глюкозы: навеску массой 0,4504 грастворяли в небольшом количестве 0,1М фосфатного буферного раствора (pH485,8) и переносили в мерную колбу объемом 25 мл, затем доводили до метки 0,1Мфосфатным буферным раствором (pH 5,8).13) Растворы глюкозы в диапазоне от 10-2 М до 10-5 М готовилипоследовательным разбавлением из более концентрированного раствора передкаждым измерением.14) 0,1 М раствор пероксида водорода готовили разбавлением из 30%раствора в деионизованной воде. Растворы пероксида водорода с концентрациямиот 10-2 М до 10-4 М готовили последовательным разбавлением болееконцентрированного раствора.
Все растворы готовили перед каждым измерением.2.1.2. ОборудованиеКонтактные электроды и электроды для модификации наноструктурамибыли изготовлены в чистой комнате со степенью чистоты соответствующейклассу 10 (ISO 5). Для этого на кремниевую подложку наносили слой оксидакремния с заданной толщиной (1 мкм) путем окисления в печи для обжига фирмыTempress. Напыление золота (100 нм) и титана (10 нм) проводилось осаждениемиз фазы пара на приборе для нанесения тонких пленок Balzers (Pfeiffer) PLS 500.В дальнейшем такие тонкопленочные электроды использовали в качественемодифицированныхэлектродов.Фотолитографическиепроцедурыбыливыполнены на установке Mask Aligner Süss MA-6 (ртутная газоразрядная лампа,мощность 350 Вт).
Для характеристики поверхности полученных наноструктуриспользовали метод сканирующей электронной микроскопии на прибореMagellan™ XHR SEM, оснащенном приставкой для энергодисперсионногоспектральногоанализа.Даннаяприставкаиспользоваласьдляизученияхарактеристик и элементного состава наноструктур. Для приготовления образцовв виде продольных срезов использовался сканирующий электронный микроскоп сприставкойфокусированногонаноструктур.полученияОптическийизображенийионноголучадлямикроскопLeicaINM100поверхностиподложкитравленияповерхностииспользовалсявовремядлясинтеза49наноструктурированных УМЭ.
DENA синтез наноструктур и нанодендритовпроводили с генератором высоких частот Agilent Trueform Series WaveformGenerator (33600 Series, Higher Frequency Model). Все электрохимическиеизмеренияпроводилисьнапотенциостате-гальваностатеAUTOLABPGSTAT302N. Электрохимическая ячейка состояла из: электрода сравнения(Ag/AgCl, 3 M KCl, World Precision Instruments), вспомогательного платиновогоэлектродаввидеспирали,атакжерабочегоэлектрода(ввиденаноструктурированного УМЭ или нанодендрита).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
