Введение 7
I Литературный обзор 9
1.1 Методы определения Н2О2 и С6Н12О6 используемые в
лабораторной диагностике 9
1.1.1 Методы определения пероксида водорода 9
1.1.2 Методы определения глюкозы 10
1.2 Биосенсоры для определения Н2О2 и С6Н12О6 в биологических
жидкостях 14
1.2.1 Ферментные сенсоры 14
1.2.2 Бесферментные сенсоры 15
II Техническая часть 21
2.1 Применяемые реактивы и материалы 21
2.2 Аппаратура 21
2.3 Методика эксперимента 22
2.3.1 Подготовка электрохимической ячейки 22
2.3.2 Проведение эксперимента 23
III РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЯ 26
1 Получение сложных оксидов с перовкситоподобной структурой с
переходными металлами 26
1.1 Исследование каталитической активности соединений состава
РгВаСо2-хБехО6-5 27
1.2 Исследование каталитической активности соединений состава
РгВаСо2-хК1хО6-5 38
1.3 Исследование каталитической активности соединений состава
РгВаСо2-хСахО6-5 48
2 Влияние катионного состава сложных оксидов на ток
восстановления глюкозы и пероксида водорода 57
3 Влияние переходного металла А1 в составе сложных оксидов на ток
восстановления глюкозы и пероксида водорода 69
Заключение 80
Библиографический список 81
Аналитическое определение пероксида водорода (Н2О2) и глюкозы (СбИпОб) важно во многих аспектах повседневной жизни [1-5].
Н2О2 широко используется в качестве окислителя в химической и пищевой промышленности, еще часто применяется в медицинской диагностике [1,3,5]. Она также образуется как побочный продукт при биологических и фермент-катализируемых реакциях. Эти положения требуют мониторинга Н2О2 для контроля их качества. Современная медицина и биология рассматривают пероксид водорода, концентрация которого в человеческой крови достигает 0,03 ммоль/л.
Глюкоза представляет собой жизненно важный компонент крови человека, которой обеспечивает энергию для поддержания нормальной жизнедеятельности, принимая непосредственное участие в метаболическом процессе [2]. Физиологически нормальные значения содержания глюкозы в крови - 3,3 - 5,5 ммоль/л.
При недостатке или избытке уровня глюкозы могут случиться серьезные нарушения в организме.
Если наблюдается переизбыток глюкозы, для ее усвоения организм вырабатывает все больше инсулина. В таких условиях поджелудочная железа работает с большими нагрузками, истощается и может возникнуть сахарный диабет.
Диагностика и лечение сахарного диабета требует тщательного мониторинга уровня глюкозы в крови.
В настоящее время для клинической диагностики используют флуоресцентный, спектрофотометрический и электрохемилюминисцентный методы. По сравнению с данными методами электрохимическое определение глюкозы и пероксида водорода имеет больше практических преимуществ, таких как низкая стоимость, низкий предел обнаружения и быстрое обнаружение, обнаружение в режиме реального времени, появляется возможность использовать компактные и недорогие сенсорные устройства.
В настоящее время для этих целей используют коммерческие ферментные электрохимические сенсоры на основе глюкозоксидазы. Сенсор как устройство электрохимического детектирования может осуществлять инвазивный биохимический анализ in vivo. Кроме того, электрохимические сенсоры позволяют пользователю проводить экспрессный анализ в домашних условиях. Однако ферментные сенсоры имеют ряд недостатков, связанных с природой ферментов, включая химическую и термическую нестабильность, чувствительны к отравляющим веществам и влажности, короткий срок службы (до 2х месяцев) и сложный процесс, необходимый для достижения иммобилизации фермента.
Поиск новых катализаторов, которые смогут заменить ферменты является актуальной задачей и позволит исключить указанные выше недостатки.
В настоящей работе показана возможность использования сложных оксидов со слоистой перовскитоподобной структурой в качестве каталитических систем в электрохимическом окислении при создании сенсоров для определения пероксида водорода и глюкозы на их основе.
В ходе проведения исследований были решены все поставленные задачи, для осуществления выбранной цели. Полученные результаты приведены в тексте работы.
Практическая значимость работы: Показана возможность применения метода циклической вольтамперометрии и хроноамперометрии для определения электрокаталитической активности сложных оксидов со структурой перовскита по отношению к глюкозе и пероксиду водорода.
Выбраны рабочие условия для получения, воспроизводимого по величине и потенциалу тока восстановления аналитов с использованием модифицированных электродов.
Установлено, что все исследованные сложные оксиды проявляют каталитическую активность по отношению к глюкозе и пероксиду водорода:
1. Допирование Бе не приводит к улучшению каталитических свойств соединений по отношению к СбН12Об и Н2О2;
2. Допирование N1 и Эа приводит к улучшению сенсорных свойств по отношению к СбН12Об (РгВаСогуМо.зОз,« РгБаСоОаотОб-ь);
3. Катион 8ш приводит к увеличению сенсорных свойств по отношению к СбН12Об (8шВаСо2Оз.7б);
4. Катион Рг приводит к увеличению сенсорных свойств по отношению к Н2О2 (РгВаСо2О5.7б);
5. В алюминийсодержащих кобальтитах катион 8ш приводит к улучшению сенсорных свойств по отношению к Н2О2 (8шВаСо1,9А10.1Об-ь);
6. В алюминийсодержащих кобальтитах катион Рг приводит к улучшению сенсорных свойств по отношению к СбН12Об (РгВаСо1,9А10.1Об.ь).
