Синтез и применение магнитных молекулярно импринтированных тетрациклином полимерных наночастиц в пьезоэлектрическом сенсоре
Аннотация
Цель работы состояла в синтезе методом «сore-shell by grafting» магнитных молекулярно-импринтированных тетрациклином полимерных наночастиц (Fе3O4@ПМО) и оценке возможности их применения в качестве распознающих компонентов пьезоэлектрического сенсора.
В ходе исследования были установлены условия синтеза магнитных частиц полимеров с молекулярными отпечатками тетрациклина методом «ядро-оболочка». Полимеры с молекулярными отпечатками (ПМО), синтезируемые методом «ядро-оболочка» («сore-shell» или «сore-shell by grafting») уже положительно зарекомендовали себя как селективные сорбенты для концентрирования и разделения различных органических соединений. При этом, во-первых, достигается сферическая форма ядра и повышается степень дисперсности синтезируемых частиц Fе3O4@ПМО, имеющих однородную морфологию поверхности, а во-вторых, молекулярные отпечатки концентрируются в довольно тонком слое, что ускоряет повторное связывание с шаблоном. Получение магнитных ядер осуществляли модифицированным методом соосаждения, далее проводили гидрофобизацию их поверхности олеиновой кислотой для облегчения закрепления полимерного слоя и затем синтезировали молекулярно-импринтированную полимерную «оболочку» методом свободной радикальной полимеризации с применением метакриловой кислоты и этиленгликольдиметакрилата.
Методом изучения спектра мутности установлены средние радиусы магнитных ядер Fе3O4 (65±3 нм), магнитных частиц Fe3O4@ПМО (93±4 нм) и Fе3O4@НИП (127±6 нм) и оценена толщина поверхностного полимерного слоя для Fe3O4@ПМО (28±5 нм) и Fе3O4@НИП (62±8 нм). Полученные результаты коррелируют с размерами наночастиц, установленными методом АСМ. Изучены условия формирования распознающего слоя на основе частиц Fе3O4@ПМО на поверхности золотого электрода пьезоэлектрического сенсора под действием магнитного поля, создаваемого неодимовым магнитом. Метод пьезокварцевого микровзвешивания оценена поверхностная концентрация молекулярных отпечатков и устойчивость распознающего слоя на основе магнитных частиц Fe3O4@ПМО тетрациклина. Установлены метрологические характеристики пьезоэлектрического сенсора для определения тетрациклина: получено уравнение градуировочной функции, определен диапазон определяемых содержаний антибиотика (16-275 мкг/см3), рассчитан предел обнаружения (4.5 мкг/см3). Параметры пьезоэлектрического сенсора на базе магнитных частиц Fе3O4@ПМО свидетельствуют о возможности его применения для выявления и определения тетрациклина в жидких средах.
Скачивания
Литература
Gupta N., Pant P., Gupta C., Goel P., Jain A. et al., Materials Research Innova-tions, 201, Vol. 22, pp. 434-450.
Ahmadi M., Elmongy H., Madrakian T., Abdel-Rehim M., Analytica Chimica Acta, 2017, Vol. 959, pp. 1-21.
Gubin S.P., Koksharov YU.A., KHo-mutov G.B., YUrkov G.Yu., Uspekhi khimii, 2005, Vol. 74, pp. 539-574.
Tolmacheva V.V., Apyari V.V., Kochuk E.V., Dmitrienko S.G., Zhurn. analit. Khimii, 2016, Vol. 71, No 4, pp. 339-356.
Chahkandi M., Amiri A., Roghayyeh S., Arami S., Microchem. Journal, 2019, Vol. 144, pp. 261-269.
Ma W.-F., Zhang Y., Li L.-L., You L.-J. et al., ACS Nano, 2012, Vol. 6, pp. 3179-3188.
Ma W.-F., Zhang C., Zhang Y.-T., Yu M. et al., Langmuir, 2014, Vol. 30, pp. 6602-6611.
Janoš P., Kormunda M., Životský O., Pilařová V., Sep. Sci. Technol., 2013, Vol. 48, pp. 2028-2035.
Tahmasebi E., Yamini Y., Mehdinia A., Rouhi F., J. Sep. Sci., 2012, Vol. 35, pp. 2256-2265.
Shahrebabak S.M., Saber-Tehrani M., Faraji M., Shabanian M., Aberoomand-Azar P., Environ Monit Assess, 2020, Vol. 192, pp. 262-272.
Samadishadlou M., Farshbaf M., Anna-bi N., Kavetskyy T. et al., Artificial Cells, Nanomedicine and Biotechnology, 2018, Vol. 46, No 7, pp. 1314-1330.
Korneva G., Ye H., Gogotsi Y., Nano Letters, 2005, Vol. 5, pp. 879-884.
Grazhulene S.S., Zolotareva N.I., Red'kin A.N., SHilkina N.N. et al., Zh. prikl. Khimii, 2018, Vol. 91, No 11, pp. 1642-1649.
Oh J.K., Park J.M., Prog. Polym. Sci., 2011, Vol. 36, pp. 168-189.
Yang C., Wu J., Hou Y., Chem. Com-mun., 2011, Vol. 47, pp. 5130-5141.
Kubrakova I.V., Koshcheeva I.Ya., Pryazhnikov D.V., Martynov L.YU. et al., ZHurn. analit. Khimii, 2014, Vol. 69, No 4, pp. 378-389.
Liu T., Xie J., Zhao J., Song G., Hu Y., Food Anal. Methods, 2014, Vol. 7, pp. 814-819.
Yan H., Cheng X., Sun N., Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2013, Vol. 61, pp. 2896-2901.
Changa L., Chena S., Li X., Applied Surface Science, 2012, Vol. 258, pp. 6660-6664.
Chen L., Li B., Food Chem., 2013,. Vol. 141. pp. 23-28.
Kong X., Gao R., He X., Chen L. et al., J. Chromatogr. A, 2012, Vol. 1245, pp. 8-16.
Turiel E., Díaz‐Álvarez M., Martín‐Esteban A., Separation Science, 2020, Vol. 43, Is. 16, pp. 3304-3314.
Rocha-Santos T.A.P., Trend. Anal. Chem., 2014, Vol. 62, pp. 28-36.
Ermolaeva T.N., Farafonova O.V., Bes-sonov O.I., Sorbtsionnye i khromatografich-eskie protsessy, 2019, Vol. 19, No 6, pp. 682-690.
Ermolaeva T.N., Farafonova O.V., CHernyshova V.N., Zyablov A.N. et al., ZHurn. analit. Khimii, 2020, Vol. 75, No 10, pp. 898-906.
Karaseva N, Ermolaeva T, Mizaikoff B., Sensors and actuators B: Chemical, 2018, Vol. 225, pp. 199-208.
Sauerbrey G.Z., Phys. Chem., 1959, Vol. 155, pp. 206-222.
Chen H., Zhang Y., Gao B., Xu Y. et al., Environ. Sci. Pollut. Res., 2013, Vol. 20, pp. 8567-8578.
Ermolaeva T.N., Farafonova O.V. Pa-tent na izobretenie RU 2687742 C1. 16.05.2019. Zayavka № 2017147140 ot 29.12.2017.