Forskare från kemifakulteten vid Lomonosov Moskva statsuniversitet har utvecklat en polymerbaserad elektrokemisk sensor med molekylär prägling som syftar till att upptäcka sackarider och hydroxisyror. Den enzymfria sensorn möjliggör mätning av glukos- och mjölksyrakoncentration. De har presenterat resultaten i Sensorer och ställdon B:Kemisk .

Vita Nikitina, en yngre forskare vid fakulteten för kemi vid Lomonosov Moskva statsuniversitet och en av projektförfattarna, delar:"De flesta sensorer är elektrokemiska. Detta innebär att glukoskoncentrationen mäts i termer av strömtäthet, registrerad med hjälp av en enzymelektrodbiosensor med hjälp av en testremsa. Dock, enzymanvändning för kemisk upptäckt av ämnen av intresse i sådana anordningar har sina nackdelar, mestadels förknippad med låg stabilitet av enzymer och nödvändigheten att tillhandahålla speciella lagrings- och driftsförhållanden och biosensors engångsbruk. "

I deras projekt, kemisterna från Lomonosov Moscow State University sökte alternativa enzymfria enheter. Sensorn de utvecklade är en elektrod modifierad av ett tunt polymerskikt. Sådana sensorer är inte bara lätta att tillverka, men också mer stabil i drift och lagring. Dessutom, reagens för deras produktion är mycket billigare än enzymer.

Nikitina säger, "I polymerens struktur syntetiserade vi på elektrodens yta, det finns funktionella grupper, nämligen borsyror, kan detektera vanliga lågmolekylära föreningar som sackarider (glukos och fruktos) och hydroxisyror (mjölksyra och vinsyra). I projektet, Vi har visat hur våra sensorer kan användas för att upptäcka dessa ämnen. En signal som genereras av sensorn registreras med elektrokemiska medel som liknar enzymelektroder. Dock, till skillnad från amperometriska glukosmätare, vår enhet är baserad på en annan princip - nämligen förändringen av polymer konduktivitet. "

Att generera en elektriskt ledande polymerbeläggning på elektrodernas yta visar sig vara en icke -uppgift. Utarbetande och grundlig optimering av villkor och parametrar för elektropolymerisering var nyckeln till projektet. Polymerer syntetiserades under den aktuella åtgärden, flödar genom arbetselektroden, placeras i en elektrokemisk cell med monomerlösning. Som ett resultat av denna elektrokemiska process, den vattenolösliga polymeren avsätts på elektrodytan.

Kemisterna har syntetiserat en polymer med hjälp av en molekylär präglingsmetod. Det innebär bildande av speciella regioner (avtryck) i materialet, och dessa regioner känner bara igen de molekyler som har använts som mallar under polymersyntes. Sådana material, besitter molekylärt minne, kan appliceras som ett känsligt lager av kemiska sensorer för detektering av vissa ämnen. Elektrokemisk polymerisation av substituerad anilin utfördes i närvaro av mallmolekyler - nämligen hydroxisyror och sackarider. Efter polymerisation, dessa molekyler avlägsnades från polymermatrisen. Dock, i sin tredimensionella struktur, några utrymmen (så kallade molekylära avtryck) lämnades. Dessa avtryck i form av form, storlek och orientering av funktionella grupper är komplementära till dessa mallmolekyler. Denna effekt, "molekylminne" hos en polymer, ger materialet förmågan att detektera föreningar som har använts som mallar.

För att testa sensorn, forskarna placerade den i en elektrokemisk cell, där det analyserade provet finns. Om det har funnits sackarider eller hydroxisyror i det analyserade provet, än borsyragrupper i polymeren binder till dem, resulterar i tillväxt av polymer konduktivitet, som har registrerats med hjälp av en elektrokemisk impedansspektroskopiteknik.

Vita Nikitina säger, "Vi har visat att det är möjligt att skapa multisensoriska system på grundval av utarbetade sensorer med olika selektivitet. Dessa system gör det möjligt att övervaka koncentrationen av olika ämnen i biokemiska processer. Sådana sensorer kan användas för detektion av högmolekylära ämnen och till och med hela celler, med strukturella fragment av sackarider eller hydroxisyror. "