PL210357B1 - Polimer wdrukowany molekularnie, sposób jego wytwarzania oraz chemiczny czujnik piezoelektryczny do wykrywania i oznaczania substancji biologicznie czynnych wybranych z grupy amin biogenicznych, zwłaszcza melaminy - Google Patents
Polimer wdrukowany molekularnie, sposób jego wytwarzania oraz chemiczny czujnik piezoelektryczny do wykrywania i oznaczania substancji biologicznie czynnych wybranych z grupy amin biogenicznych, zwłaszcza melaminyInfo
- Publication number
- PL210357B1 PL210357B1 PL388565A PL38856509A PL210357B1 PL 210357 B1 PL210357 B1 PL 210357B1 PL 388565 A PL388565 A PL 388565A PL 38856509 A PL38856509 A PL 38856509A PL 210357 B1 PL210357 B1 PL 210357B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- melamine
- mip
- formula
- layer
- polymer
- Prior art date
Links
- 229920000877 Melamine resin Polymers 0.000 title claims description 158
- JDSHMPZPIAZGSV-UHFFFAOYSA-N melamine Chemical compound NC1=NC(N)=NC(N)=N1 JDSHMPZPIAZGSV-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 157
- 239000000126 substance Substances 0.000 title claims description 36
- 238000001514 detection method Methods 0.000 title claims description 23
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 20
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 title claims description 18
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 title claims description 9
- 230000000035 biogenic effect Effects 0.000 title claims description 8
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title description 8
- 230000008569 process Effects 0.000 title description 3
- 239000013543 active substance Substances 0.000 title description 2
- 229920000344 molecularly imprinted polymer Polymers 0.000 claims description 195
- 239000000178 monomer Substances 0.000 claims description 46
- WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N Acetonitrile Chemical compound CC#N WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 42
- 239000010453 quartz Substances 0.000 claims description 38
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 38
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 36
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 28
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 claims description 23
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 claims description 18
- 239000002608 ionic liquid Substances 0.000 claims description 12
- 239000007983 Tris buffer Substances 0.000 claims description 11
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 125000006340 pentafluoro ethyl group Chemical group FC(F)(F)C(F)(F)* 0.000 claims description 9
- PYVOHVLEZJMINC-UHFFFAOYSA-N trihexyl(tetradecyl)phosphanium Chemical compound CCCCCCCCCCCCCC[P+](CCCCCC)(CCCCCC)CCCCCC PYVOHVLEZJMINC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- JFZKOODUSFUFIZ-UHFFFAOYSA-N trifluoro phosphate Chemical compound FOP(=O)(OF)OF JFZKOODUSFUFIZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- -1 18-crown-6 crown ether Chemical group 0.000 claims description 6
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 6
- 229940088623 biologically active substance Drugs 0.000 claims description 6
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 5
- 239000012046 mixed solvent Substances 0.000 claims description 4
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 claims description 2
- 235000013350 formula milk Nutrition 0.000 description 56
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 19
- 239000012491 analyte Substances 0.000 description 17
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 15
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 15
- 238000004401 flow injection analysis Methods 0.000 description 14
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 13
- 238000001115 scanning electrochemical microscopy Methods 0.000 description 12
- ZFSLODLOARCGLH-UHFFFAOYSA-N isocyanuric acid Chemical compound OC1=NC(O)=NC(O)=N1 ZFSLODLOARCGLH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 11
- NTYJJOPFIAHURM-UHFFFAOYSA-N Histamine Chemical compound NCCC1=CN=CN1 NTYJJOPFIAHURM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- DTQVDTLACAAQTR-UHFFFAOYSA-N Trifluoroacetic acid Chemical compound OC(=O)C(F)(F)F DTQVDTLACAAQTR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 239000005891 Cyromazine Substances 0.000 description 9
- MASBWURJQFFLOO-UHFFFAOYSA-N ammeline Chemical compound NC1=NC(N)=NC(O)=N1 MASBWURJQFFLOO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 238000002484 cyclic voltammetry Methods 0.000 description 9
- LVQDKIWDGQRHTE-UHFFFAOYSA-N cyromazine Chemical compound NC1=NC(N)=NC(NC2CC2)=N1 LVQDKIWDGQRHTE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 229950000775 cyromazine Drugs 0.000 description 9
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 9
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 9
- FGIUAXJPYTZDNR-UHFFFAOYSA-N potassium nitrate Chemical compound [K+].[O-][N+]([O-])=O FGIUAXJPYTZDNR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 7
- 238000001903 differential pulse voltammetry Methods 0.000 description 7
- 238000004949 mass spectrometry Methods 0.000 description 7
- 238000004833 X-ray photoelectron spectroscopy Methods 0.000 description 6
- 239000002585 base Substances 0.000 description 6
- 238000007334 copolymerization reaction Methods 0.000 description 6
- 238000000157 electrochemical-induced impedance spectroscopy Methods 0.000 description 6
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 6
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 6
- 238000004630 atomic force microscopy Methods 0.000 description 5
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 5
- 238000000445 field-emission scanning electron microscopy Methods 0.000 description 5
- 229960001340 histamine Drugs 0.000 description 5
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 5
- 238000004611 spectroscopical analysis Methods 0.000 description 5
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000000026 X-ray photoelectron spectrum Methods 0.000 description 4
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 4
- 230000008859 change Effects 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 4
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- 125000004433 nitrogen atom Chemical group N* 0.000 description 4
- 235000010333 potassium nitrate Nutrition 0.000 description 4
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 4
- 238000000870 ultraviolet spectroscopy Methods 0.000 description 4
- 150000003990 18-crown-6 derivatives Chemical group 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N Formaldehyde Chemical compound O=C WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 241000283891 Kobus Species 0.000 description 3
- 238000011088 calibration curve Methods 0.000 description 3
- 229910001914 chlorine tetroxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000003795 desorption Methods 0.000 description 3
- 238000006056 electrooxidation reaction Methods 0.000 description 3
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 3
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 3
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 3
- VLTRZXGMWDSKGL-UHFFFAOYSA-M perchlorate Chemical compound [O-]Cl(=O)(=O)=O VLTRZXGMWDSKGL-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 3
- 235000018102 proteins Nutrition 0.000 description 3
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 3
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 3
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 3
- 241000252506 Characiformes Species 0.000 description 2
- 238000005079 FT-Raman Methods 0.000 description 2
- XUMBMVFBXHLACL-UHFFFAOYSA-N Melanin Chemical compound O=C1C(=O)C(C2=CNC3=C(C(C(=O)C4=C32)=O)C)=C2C4=CNC2=C1C XUMBMVFBXHLACL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 2
- 206010029148 Nephrolithiasis Diseases 0.000 description 2
- 125000003277 amino group Chemical group 0.000 description 2
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 2
- 125000005605 benzo group Chemical group 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- VYFYYTLLBUKUHU-UHFFFAOYSA-N dopamine Chemical compound NCCC1=CC=C(O)C(O)=C1 VYFYYTLLBUKUHU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000002848 electrochemical method Methods 0.000 description 2
- 238000004817 gas chromatography Methods 0.000 description 2
- 238000004128 high performance liquid chromatography Methods 0.000 description 2
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 2
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 2
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 230000000877 morphologic effect Effects 0.000 description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 2
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 2
- 239000012085 test solution Substances 0.000 description 2
- 210000005239 tubule Anatomy 0.000 description 2
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 2
- JYEUMXHLPRZUAT-UHFFFAOYSA-N 1,2,3-triazine Chemical compound C1=CN=NN=C1 JYEUMXHLPRZUAT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JIHQDMXYYFUGFV-UHFFFAOYSA-N 1,3,5-triazine Chemical compound C1=NC=NC=N1 JIHQDMXYYFUGFV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XEZNGIUYQVAUSS-UHFFFAOYSA-N 18-crown-6 Chemical compound C1COCCOCCOCCOCCOCCO1 XEZNGIUYQVAUSS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GFFGJBXGBJISGV-UHFFFAOYSA-N Adenine Chemical compound NC1=NC=NC2=C1N=CN2 GFFGJBXGBJISGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229930024421 Adenine Natural products 0.000 description 1
- 208000000230 African Trypanosomiasis Diseases 0.000 description 1
- 206010005003 Bladder cancer Diseases 0.000 description 1
- 241000208199 Buxus sempervirens Species 0.000 description 1
- 102100036848 C-C motif chemokine 20 Human genes 0.000 description 1
- QZMQGZXWLPVJCW-UHFFFAOYSA-N CCCCCCCCCCCCCCOP(O)=O Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCOP(O)=O QZMQGZXWLPVJCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002965 ELISA Methods 0.000 description 1
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 1
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 description 1
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 description 1
- 102100028121 Fos-related antigen 2 Human genes 0.000 description 1
- 108010068370 Glutens Proteins 0.000 description 1
- 101000713099 Homo sapiens C-C motif chemokine 20 Proteins 0.000 description 1
- 101001059934 Homo sapiens Fos-related antigen 2 Proteins 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- 208000000913 Kidney Calculi Diseases 0.000 description 1
- 240000007594 Oryza sativa Species 0.000 description 1
- 235000007164 Oryza sativa Nutrition 0.000 description 1
- 235000014443 Pyrus communis Nutrition 0.000 description 1
- 241000700159 Rattus Species 0.000 description 1
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000209140 Triticum Species 0.000 description 1
- 235000021307 Triticum Nutrition 0.000 description 1
- 238000010811 Ultra-Performance Liquid Chromatography-Tandem Mass Spectrometry Methods 0.000 description 1
- 208000007097 Urinary Bladder Neoplasms Diseases 0.000 description 1
- 240000008042 Zea mays Species 0.000 description 1
- 235000005824 Zea mays ssp. parviglumis Nutrition 0.000 description 1
- 235000002017 Zea mays subsp mays Nutrition 0.000 description 1
- GELXFVQAWNTGPQ-UHFFFAOYSA-N [N].C1=CNC=N1 Chemical group [N].C1=CNC=N1 GELXFVQAWNTGPQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003929 acidic solution Substances 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- 229960000643 adenine Drugs 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 125000001931 aliphatic group Chemical group 0.000 description 1
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 description 1
- 125000006615 aromatic heterocyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 description 1
- RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N arsenic atom Chemical compound [As] RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003556 assay Methods 0.000 description 1
- 150000001642 boronic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 244000309464 bull Species 0.000 description 1
- 238000005515 capillary zone electrophoresis Methods 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 238000010668 complexation reaction Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 1
- 235000005822 corn Nutrition 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 150000003983 crown ethers Chemical class 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 150000007973 cyanuric acids Chemical class 0.000 description 1
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 125000001559 cyclopropyl group Chemical group [H]C1([H])C([H])([H])C1([H])* 0.000 description 1
- 235000013365 dairy product Nutrition 0.000 description 1
- 238000001212 derivatisation Methods 0.000 description 1
- 238000001458 desorption atmospheric pressure chemical ionisation mass spectrometry Methods 0.000 description 1
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 229960003638 dopamine Drugs 0.000 description 1
- 239000003118 drug derivative Substances 0.000 description 1
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 1
- 238000010828 elution Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000001217 extractive electrospray ionisation mass spectrometry Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 239000003337 fertilizer Substances 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 1
- 239000012458 free base Substances 0.000 description 1
- 235000021312 gluten Nutrition 0.000 description 1
- 125000001072 heteroaryl group Chemical group 0.000 description 1
- 238000000589 high-performance liquid chromatography-mass spectrometry Methods 0.000 description 1
- 208000029080 human African trypanosomiasis Diseases 0.000 description 1
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 1
- 238000003018 immunoassay Methods 0.000 description 1
- 230000001771 impaired effect Effects 0.000 description 1
- 239000002917 insecticide Substances 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 210000003734 kidney Anatomy 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000004811 liquid chromatography Methods 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 239000002075 main ingredient Substances 0.000 description 1
- 238000001906 matrix-assisted laser desorption--ionisation mass spectrometry Methods 0.000 description 1
- 229940091868 melamine Drugs 0.000 description 1
- ZQKXQUJXLSSJCH-UHFFFAOYSA-N melamine cyanurate Chemical compound NC1=NC(N)=NC(N)=N1.O=C1NC(=O)NC(=O)N1 ZQKXQUJXLSSJCH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000007974 melamines Chemical class 0.000 description 1
- 239000002207 metabolite Substances 0.000 description 1
- 235000013336 milk Nutrition 0.000 description 1
- 239000008267 milk Substances 0.000 description 1
- 210000004080 milk Anatomy 0.000 description 1
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 1
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 231100000614 poison Toxicity 0.000 description 1
- 230000007096 poisonous effect Effects 0.000 description 1
- 239000002798 polar solvent Substances 0.000 description 1
- 230000000379 polymerizing effect Effects 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 239000013557 residual solvent Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 230000027756 respiratory electron transport chain Effects 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 235000009566 rice Nutrition 0.000 description 1
- 238000012216 screening Methods 0.000 description 1
- 201000002612 sleeping sickness Diseases 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 230000001954 sterilising effect Effects 0.000 description 1
- 238000004659 sterilization and disinfection Methods 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 235000011149 sulphuric acid Nutrition 0.000 description 1
- 238000004885 tandem mass spectrometry Methods 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- KBLZDCFTQSIIOH-UHFFFAOYSA-M tetrabutylazanium;perchlorate Chemical compound [O-]Cl(=O)(=O)=O.CCCC[N+](CCCC)(CCCC)CCCC KBLZDCFTQSIIOH-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- WROMPOXWARCANT-UHFFFAOYSA-N tfa trifluoroacetic acid Chemical compound OC(=O)C(F)(F)F.OC(=O)C(F)(F)F WROMPOXWARCANT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920001187 thermosetting polymer Polymers 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- 201000002311 trypanosomiasis Diseases 0.000 description 1
- 238000002371 ultraviolet--visible spectrum Methods 0.000 description 1
- 201000005112 urinary bladder cancer Diseases 0.000 description 1
- 210000002700 urine Anatomy 0.000 description 1
- 239000011800 void material Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000001052 yellow pigment Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Polyoxymethylene Polymers And Polymers With Carbon-To-Carbon Bonds (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
Description
Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest polimer wdrukowany molekularnie, w skrócie zwany dalej MIP, o wzorze 1a, 1b, 1c lub 1d, sposób jego wytwarzania oraz chemiczny czujnik piezoelektryczny do wykrywania i oznaczania substancji biologicznie czynnych wybranych z grupy obejmującej aminy biogeniczne, korzystnie melaminy, histaminy, dopaminy albo adeniny zawierający warstwę MIP.
Czujnik według wynalazku przygotowuje się z dedykowanego monomeru funkcyjnego, którym jest, korzystnie, bis(2,2'-bitienylo)metan (wzór 2), podstawiony eterem koronowym 18-korona-6 (wzór 3) oraz z monomeru sieciującego, którym jest, korzystnie, bis(bitiofenobenzotiofen) (wzór 4).
Według wynalazku, czujnik składa się z warstwy MIP stanowiącej jego element rozpoznający. Warstwa MIP jest osadzona za pomocą polimeryzacji elektrochemicznej na elektrodzie, korzystnie platynowej, rezonatora kwarcowego, korzystnie cięcia AT, o poprzecznych drganiach ścinających objętościowej fali dźwiękowej. Rezonator ten jest przetwornikiem analitycznego sygnału detekcji.
Melamina (2,4,6-triamino-1,3,5-triazyna, wzór 5) heteroaromatyczna zasada triazynowa zawierająca 66% wagowych azotu, jeżeli trafi do paszy lub produktów spożywczych, to sztucznie zawyża dla nich wyniki laboratoryjnych oznaczeń białka. Melamina jest trującym metabolitem insektycydu cyromazyny, cyklopropylowej pochodnej melaminy (wzór 6). Rośliny metabolizują cyromazynę do melaminy. Melamina jest stosowana do produkcji różnych materiałów polimerowych stosowanych do wytwarzania blatów kuchennych i klejów, do produkcji nie gniecącej się odzieży oraz środków gaśniczych, które pod wpływem płomieni uwalniają gazowy azot (jak np. w gaśnicach proszkowych). W reakcji melaminy z formaldehydem powstaje żywica, stosowana jako trwałe termoutwardzalne tworzywo sztuczne lub pianka używana jako polimerowy środek czyszczący. Co więcej, melamina jest głównym składnikiem wielu nawozów sztucznych, żółtego pigmentu 150 (barwnika dodawanego do tuszu i tworzyw sztucznych) oraz pochodnych leków zawierających arszenik, stosowanych do leczenia śpiączki afrykańskiej (trypanosomozy)1.
Niestety, melamina została niedawno wykryta jako zanieczyszczenie w paszy dla zwierząt domowych i hodowlanych, mlecznych odżywkach dla dzieci oraz produktach białkowych, takich jak gluten pszeniczny i kukurydziany oraz w białkowych koncentratach ryżowych2. Produkty spożywcze mogą ulec zanieczyszczeniu melamina w wyniku ich kontaktu z tworzywami sztucznymi2 wykonanymi z melaminy. Melamina może powodować śmiertelną kamicę nerkową3, szczególnie w połączeniu z kwasem cyjanurowym (wzór 7), z którym tworzy nierozpuszczalny cyjanuran melaminy. Toksyczne działanie tego cyjanuranu polega na tym, że w trakcie resorpcji w wypełnionych moczem kanalikach nerkowych melamina i kwas cyjanurowy ulegają zatężeniu. Wówczas oddziaływują ze sobą i krystalizują tworząc złogi żółtych kryształów. Złogi te blokują i niszczą kanaliki zaburzając funkcjonowanie nerek. Kwas cyjanurowy jest stosowany do produkcji i sterylizacji opakowań żywności. Długotrwały kontakt z produktami o wysokiej zawartości melaminy był przyczyną powstawania kamieni nerkowych oraz wzrostu zachorowalności na raka pęcherza moczowego u samców szczura.4 Dlatego oznaczanie melaminy jest istotne nie tylko w przemyśle spożywczym, ale również z punktu widzenia klinicznego i biologicznego. Przedstawiony w niniejszym zgłoszeniu selektywny czujnik chemiczny pozwala w prosty i przejrzysty sposób oznaczać zawartość melaminy na bardzo niskim poziomie stężeń, tj. nanomolowym.
Melamina jest oznaczana w mleku, odżywkach dla niemowląt, paszy dla zwierząt i w innych produktach spożywczych za pomocą szeregu technik analitycznych, takich jak chromatografia gazowa5, chromatografia gazowa sprzężona ze spektometrią mas (GC-MS)6, wysokosprawna chromatografia cieczowa sprzężona ze spektometrią mas (HPLC-MS)7, wysokosprawna chromatografia cieczowa z detekcją fotodiodową (HPLC-DAD), ultrasprawna chromatografia cieczowa sprzężona z tandemową spektrometrią mas (UPLC-MS/MS)8, wysokosprawna kapilarna elektroforeza strefowa (HPCZE)9, spektometrią mas z desorpcją/jonizacją laserową z matrycy (MALDI-MS)10, spektometria mas z jonizacją za pomocą rozpylania ekstrakcyjnego (EESI-MS)11, spektometria mas z jonizacją za pomocą rozpylania desorpcyjnego (DESI-MS)12, spektometria mas z desorpcyjną jonizacją chemiczną pod ciśnieniem atmosferycznym (DAPCI-MS)13, spektometria mas z bezpośrednią analizą w czasie rzeczywistym (DART-MS)14, test immunoenzymatyczny (ELISA)15, spektroskopia UV16, spektroskopia w zakresie bliskiej i poś redniej podczerwieni (IR)17, spektroskopia Ramana z transformatą Fouriera (FT-Raman)18 i chemoluminescencja (CL)19. Mimo, iż są to w większości precyzyjne i czułe techniki, są one przeważnie kosztowne. Ponadto, wymagają zastosowania zaawansowanych, wyspecjalizowanych urządzeń obsługiwanych przez wyszkolony personel. W wielu przypadkach oznaczanie melamiPL 210 357 B1 ny za pomocą powyższych technik musi być też poprzedzone wykonaniem żmudnych przygotowań obejmujących ekstrakcję, zatężanie, lub chemiczne reakcje wytwarzania pochodnych.
Okazało się, że można uniknąć tych niedogodności stosując selektywny czujnik chemiczny 20 z warstwą MIP jako elementem rozpoznającym, według wynalazku.20
Polimer wdrukowany molekularnie, MIP, o wzorze 1a, jest polimerem monomeru funkcyjnego bis(2,2'-bitienylo)metanu o wzorze 2 podstawionego eterem koronowym 18-korona-6 o wzorze 3 oraz monomerem sieciującym, bis(bitiofenobenzotiofenem) o wzorze 4.
Polimer, przedstawiony wzorem 1b, z dodatkowo wbudowanym triheksylo(tetradecylo)fosfoniowym tris(pentafluoroetylo)trifluorofosforanem o wzorze 8.
Polimer przedstawiony wzorem 1c, z wdrukowaną substancją biologicznie czynną z grupy amin biogenicznych, korzystnie melaminą o wzorze 5, jako szablonem.
Polimer przedstawiony wzorem 1d, z wdrukowaną substancją biologicznie czynną z grupy amin biogenicznych, korzystnie melaminą o wzorze 5, jako szablonem oraz wbudowanym triheksylo-(tetradecylo)fosfoniowym tris(pentafluoroetylo)trifluorofosforanem o wzorze 8.
Sposób wytwarzania polimeru wdrukowanego molekularnie, MIP, o wzorze 1a, 1b, 1c albo 1d, według wynalazku, polega na tym, że prowadzi się polimeryzację elektrochemiczną monomeru funkcyjnego, tj. bis(bitiofenu) o wzorze 2, podstawionego eterem koronowym 18-korona-6 o wzorze 3, w obecności substancji biologicznie czynnej z grupy amin biogenicznych, korzystnie melaminy o wzorze 5, jako szablonu oraz monomeru sieciującego, bis(bitiofenobenzotiofenu) o wzorze 4, przy czym szablon melaminy jest wdrukowywany w trakcie polimeryzacji elektrochemicznej, ewentualnie w roztworze mieszanych rozpuszczalników, korzystnie, acetonitrylu i cieczy jonowej, triheksylo(tetradecylo)fosfoniowego tris(pentafluoroetylo)trifluorofosforanu o wzorze 8, w stosunku wagowym 1:1, po czym, ewentualnie, wyekstrahowuje się melaminę z warstwy MIP za pomocą alkalicznego roztworu wodnego.
Chemiczny czujnik piezoelektryczny do wykrywania i oznaczania melaminy, według wynalazku, charakteryzuje się tym, że składa się z elementu rozpoznającego, którym jest warstwa MIP o wzorze 1a, 1b lub 1c, osadzona na elektrodzie platynowej rezonatora kwarcowego, korzystnie cięcia AT, o poprzecznych drganiach ścinających objętościowej fali dźwiękowej, stanowiącego przetwornik sygnału detekcji, jak pokazano na fig. 1.
Czujnik, według wynalazku, wyposażony jest w element rozpoznający, którym jest warstwa MIP, otrzymany z dedykowanego monomeru funkcyjnego, bis(bitiofenu) podstawionego eterem koronowym (wzór 3) i dedykowanego monomeru sieciującego, bis(bitiofenobenzotiofenu) (wzór 4), która osadzona jest za pomocą polimeryzacji elektrochemicznej na elektrodzie, korzystnie platynowej, rezonatora kwarcowego, korzystnie cięcia AT, o poprzecznych drganiach ścinających objętościowej fali dźwiękowej, pełniącego rolę przetwornika sygnału detekcji, jak pokazano na fig. 1.
Sposób przygotowania chemicznego czujnika piezoelektrycznego do wykrywania i oznaczania melaminy, według wynalazku, polega na tym, że na elektrodzie platynowej rezonatora kwarcowego osadza się metodą elektropolimeryzacji warstwę MIP (wzór 1d) w obecności melaminy jako szablonu. Elektrochemicznej polimeryzacji ulega samouporządkowany w roztworze kompleks melaminy z monomerem funkcyjnym (wzór 3), usieciowany w polimerze za pomocą monomeru sieciującego, bis(bitiofenobenzotiofenu) (wzór 4). Szablon melaminy wdrukowuje się w polimer polimeryzując elektrochemicznie kompleks opisany powyżej w, ewentualnie, roztworze mieszanych rozpuszczalników, ewentualnie acetonitrylu i cieczy jonowej, triheksylo(tetradecylo)fosfoniowym tris(pentafIuoroetylo)-trifIuorofosforanie (wzór 8) o stosunku wagowym, ewentualnie, 1:1. Po czym, ewentualnie, wyekstrahowuje się melaminę z warstwy MIP za pomocą alkalicznego roztworu wodnego.
Warstwy MIP można w prosty sposób otrzymać w wyniku polimeryzacji elektrochemicznej.21 Właściwie dobrane warunki tej polimeryzacji, takie jak wielkość przepływającego ładunku, kwasowość roztworu oraz rodzaj rozpuszczalnika i elektrolitu podstawowego, jak również rodzaj monomeru funkcyjnego i sieciującego pozwalają dogodnie kontrolować, odpowiednio, grubość, właściwości wiskoelastyczne i morfologię (przede wszystkim porowatość) powstającej warstwy MIP. Ponadto, warstwę tę otrzymuje się, korzystnie, w zaledwie jednym etapie elektropolimeryzacji. Osadzoną na powierzchni przetwornika warstwę MIP przemywa się rozpuszczalnikiem (acetonitrylem), w celu usunięcia zaadsorbowanych fizycznie pozostałości. Po wyekstrahowaniu wdrukowanego szablonu z warstwy MIP, warstwa ta może być bezpośrednio stosowana do oznaczeń analitu - melaminy.
Dotychczas, w projektowaniu czujników chemicznych z wykorzystaniem MIP, do przetwarzania sygnału detekcji stosowane były takie techniki analityczne, jak techniki elektrochemiczne, spektrosko4
PL 210 357 B1 powe, akustyczne, w tym piezoelektryczne (PZ)22. Przetwarzanie sygnału detekcji za pomocą mikrograwimetrii piezoelektrycznej (PM), ze względu na subnanogramowy próg wykrywalności niektórych analizowanych substancji23, jest jedną z najbardziej ekonomicznych i wiarygodnych metod oznaczeń analitów ważnych z biologicznego i klinicznego punktu widzenia.24 Połączenie selektywnej warstwy MIP, jako elementu rozpoznającego, z wysoce czułym przetwornikiem PZ prowadzi do wytworzenia czujnika chemicznego o wysokiej selektywności, czułości i wykrywalności.25
W niniejszym wynalazku, wykorzystanie warstwy MIP jako elementu rozpoznającego rezonatora kwarcowego mikrowagi kwarcowej (QCM), cięcia AT, o poprzecznych drganiach ścinających objętościowej fali dźwiękowej, jako przetwornika sygnału detekcji pozwoliło opracować nowy czujnik chemiczny do oznaczania melaminy. Czujnik ten charakteryzuje się znaczną stabilnością, odtwarzalnością i wykrywalnością.
Cel ten osiągnięto przez opracowanie nowatorskiego sposobu wytwarzania warstwy MIP. Procedura ta polega na przygotowaniu kompleksu melaminy (wzór 5) z bis(bitiofenem) (wzór 2) podstawionym eterem koronowym 18-korona-6 (wzór 3), zastosowanym jako monomer funkcyjny. Otrzymany kompleks polimeryzowany jest elektrochemicznie w obecności monomeru sieciującego, bis(bitiofenobenzotiofenu) (wzór 4), w warunkach woltamperometrii cyklicznej (CV) w roztworze mieszanych rozpuszczalników, acetonitrylu i cieczy jonowej, triheksylo(tetradecylo)fosfoniowego tris(pentafluoroetylo)trifluorofosforanu (wzór 8).
Ponieważ melamina jest słabo rozpuszczalna w wodzie i rozpuszczalnikach organicznych, wdrukowano ją stosując roztwór acetonitrylowy zakwaszony kwasem trifluorooctowym (TFA) do pH = 3,0. Przy tej wartości pH, melamina ulega wielokrotnemu sprotonowaniu (wzór 1c i 1d)26. Ponadto, przy tej wartości pH tworzone jest wiązanie niekowalencyjne pomiędzy sprotonowanymi grupami aminowymi -NH3* a podstawnikami benzo-[18-korona-6] (wzór 3)27. Utworzony kompleks melaminy i monomeru funkcyjnego z podstawnikiem benzo-[18-korona-6] jest polimeryzowany elektrochemicznie w obecności monomeru sieciującego, bis(bitiofenobenzotiofenu) (wzór 4). Nastę pnie, melamina jest wyekstrahowywana z warstwy MIP za pomocą wodnego roztworu mocnej zasady. W tym roztworze proton grupy -HH3* oddysocjowuje pozostawiając melaminę w postaci obojętnej. Dlatego spolimeryzowany kompleks melaminy i monomeru funkcyjnego z podstawnikiem benzo-[18-korona-6] rozpada się uwalniając szablon melaminy z warstwy MIP. Po usunięciu tego szablonu, w warstwie MIP pozostają dysponujące miejscami wiążącymi luki molekularne, które są komplementarne pod względem wielkości i kształtu do cząsteczek melaminy. Obecność tych luk w warstwie MIP oraz łatwy do nich dostęp cząsteczek melaminy odgrywa kluczową rolę w jej selektywnym wiązaniu, co było zamierzonym celem działania niniejszego czujnika chemicznego.
W uproszczonej procedurze przygotowywania MIP opisanej w niniejszym zg ł oszeniu, zrezygnowano z cieczy jonowej (wzór 8)28 jako mniej polarnego rozpuszczalnika, uzyskując warstwę MIP o mniejszej porowatoś ci (wzór 1c).
W warunkach przepływowej analizy wstrzykowej (FIA) z detekcją piezomikrograwimeryczn ą (PM) z wykorzystaniem QCM zostały wyznaczone stałe szybkości wiązania analitu z warstwą MIP i stałe trwałoś ci kompleksu MlP-melamina, jak również określono właściwości analityczne czujnika chemicznego w obecności substancji przeszkadzających.
Poniżej przedstawiono przykłady wykonania wynalazku, nie ograniczające jego zakresu.
1. Materiały i techniki badawcze
1.1 Substancje chemiczne
Melamina (wzór 5), cyromazyna (wzór 6), ammelina (4,6-diamino-2-hydroksy-1,3,5-triazyna (wzór 9) i acetonitryl zakupiono w firmie Sigma-Aldrich (Milwaukee, Wl, U.S.A.). Kwas cyjanurowy, kwas trifluorooctanowy (TPA) i nadchloran tetra-n-butyloamoniowy [(TBA)CIO4] zakupiono w firmie
Fluka (Buchs, Szwajcaria). Ciecz jonową, tertaheksylo(tetradecylo)fosfonianowy tris(pentafluoroetylo)trifIuorofosforan, zakupiono w firmie Merck (Darmstadt, R.F.N.). Wszystkie odczynniki stosowano 29 bez uprzedniego oczyszczania. Monomer funkcyjny, bis(2,2'-bitienylo)benzo-[18-korona-6]metan29 30 (wzór 3) i monomer sieciujący 2,2-bis(2,2'-bitiofeno-5-yl)-3,3'-bi-1-benzotiofen30 (wzór 4), zsyntetyzowane zostały zgodnie z opisanymi procedurami.
1.2 Aparatura, techniki badawcze i postępowanie
1.2.1 Woltamperometria cykliczna (CV), różniczkowa woltamperometria pulsowa (DPV), elektrochemiczna spektroskopia impedancyjna (EIS) i mikrograwimetria piezoelektryczna (PM)
PL 210 357 B1
W pomiarach woltamperometrii cyklicznej (CV), różniczkowej woltamperometrii pulsowej (DPV) i elektrochemicznej spektroskopii impedancyjnej (EIS) stosowano skomputeryzowany zestaw elektrochemiczny AUTOLAB™ firmy Eco Chemie (Utecht, Holandia) wyposażony w kartę rozszerzającą potencjostatu PGSTAT12 i analizatora odpowiedzi częstotliwościowej FRA2. Do sterowania tym zestawem i naboru danych stosowane było oprogramowanie GPES 4.9 tego samego producenta. Do opisu impedancji naczyńka elektrochemicznego zastosowano obwód zastępczy Randlesa31, składający się z opornoś ci elektrolitu (Rs ) oraz impedancji elektrody pracują cej zawierają cej pojemność warstwy podwójnej (Cdl) i równoległej do niej impedancji procesu elektrodowego (RCT). Dane doświadczalne przedstawiono na płaszczyźnie zespolonej zależności składowej urojonej impedancji od składowej rzeczywistej. Do danych tych dopasowano krzywe teoretyczne dobierając odpowiednie parametry elektryczne zastępczego obwodu Randlesa31. W pomiarach zastosowano szklane jednokomorowe trójelektrodowe trójszyjne mininaczynko elektrochemiczne, w kształcie litery V i objętości roztworu badanego poniżej 0,5 ml. Zatopiona w osnowę ze szkła sodowego dyskowa elektroda platynowa o ś rednicy 1 mm, drut srebrny pokryty warstwą AgCI i zwinięty w spiralę o średnicy ~ 5 mm drut platynowy stosowane były, odpowiednio, jako elektroda pracująca, pseudoodniesienia i pomocnicza. Pomiary za pomocą DPV przeprowadzono dla 1 mM K4Fe(CN)6 w 0,1 M KNO3 na dyskowej elektrodzie Pt o ś rednicy 1 mm. Amplituda pulsu wynosił a 25 mV, czas trwania pulsu 50 ms, skok potencjału 5 mV.
Pomiary PM, przeprowadzone zarówno w warunkach stacjonarnych, jak i przepływowych, wykonane zostały za pomocą mikrowagi kwarcowej EQCM typu, odpowiednio, 5710 i 5610, Instytutu Chemii Fizycznej (Warszawa, Polska), pod kontrolą oprogramowania EQCM 5710-S2 tego samego producenta. Naparowana elektroda Pt, 100-nm grubości o średnicy 5 mm, na 10 MHz rezonatorze kwarcowym o średnicy 14 mm, cięcia AT, płasko-równoległym, jednocześnie służyła jako elektroda pracująca oraz substrat czujnika chemicznego. Przed osadzaniem za pomocą polimeryzacji elektrochemicznej warstw MIP rezonatory kwarcowe czyszczono przez 30 s roztworem „piranii” (H2O2:H2SO4; 1:3, v:v; uwaga: roztwór „pirania” jest niebezpieczny dla skóry i oczu, ponieważ gwałtownie reaguje z większością substancji organicznych). Pierścień Pt (EQCM 5610) lub zwinięty w spiralę drut Pt (EQCM 5710) oraz pokryty warstwą AgCI pierścień Ag (EQCM 5610) lub drut Ag (EQCM 5710) zastosowano, odpowiednio, jako elektrodę pomocniczą i elektrodę pseudoodniesienia. Zmiany częstotliwości rezonansowej były mierzone z 1 Hz rozdzielczością. Pomiary FIA były wykonane przy 150 μm odległości pomiędzy wylotem zespołu, składającego się z kapilary doprowadzającej roztwór i elektrody odniesienia a powierzchnią rezonatora przepływowej oprawki do kwarców elektrochemicznej mikrowagi kwarcowej typu EQCM 5610.32
Równoczesne pomiary elektrochemiczne i piezomikrograwimetryczne prowadzone były za pomocą elektrochemicznej mikrowagi kwarcowej EQCM 5710 (Instytut Chemii Fizycznej PAN, Warszawa) sprzęgniętej z potencjostatem EP-20 Instytutu Chemii Fizycznej (Warszawa). W badaniach elektrochemicznej polimeryzacji oprawka do kwarców była zamontowana poziomo z rezonatorem skierowanym do góry. Niewielka ilość, ~100 μL, roztworu wypełniającego wnękę nad rezonatorem, była wystarczająca do osadzenia warstwy MIP.
1.2.2 Spektroskopia w nadfiolecie i zakresie widzialnym (UV-vis)
Widma UV-vis zarejestrowano z rozdzielczością 0,1 nm za pomocą spektrofotometru UV 2501-PC firmy Shimadzu (Tokio, Japonia).
1.2.3 Rentgenowska spektroskopia fotoelektronów (XPS)
Widma XPS zarejestrowano za pomocą spektrometru ESCALAB-210 firmy VG Scientific (East Grinstead, Wielka Brytania) stosując promieniowanie rentgenowskie AlKa (hv = 1486,6 eV). Ciśnienie w komorze spektrometru utrzymywano na poziomie ~ 5 x 10-9 mbar. Widma wysokiej rozdzielczości zarejestrowano dla elektronu powłoki N 1 s przy energii przejścia analizatora 20 eV i skoku 0,1 eV. Oś analizatora była ustawiona prostopadle do powierzchni próbki. Widmo XPS zanalizowano za pomocą oprogramowania Avantage Data System firmy Thermo Elektron Corp. (East Grinstead, Wielka Brytania).
1.2.4 Elektrochemiczna mikroskopia skaningowa (SECM)
Pomiary elektrochemicznej mikroskopii skaningowej (SECM) przeprowadzono za pomocą elektrochemicznego mikroskopu skaningowego CHi900B (Austin, TX, U.S.A.). Umieszczone w klatce Faradaya, trójelektrodowe naczynko elektrochemiczne zawierało sondę SECM - dyskową mikroelektrodę Pt o średnicy 10 μηι (stosunek średnicy szklanej osnowy do średnicy elektroaktywnej powierzchni elektrody: RG = 7), elektrodę Ag|AgCI|KCI (nas.) oraz drut Pt jako, odpowiednio, elektrodę pracującą, odniesienia i pomocniczą. Mikroelektroda była pozycjonowana w płaszczyźnie (x-y) równoległej do
PL 210 357 B1 próbki z rozdzielczością 5 μm oraz w kierunku (z) prostopadłym do próbki z rozdzielczością 1 μm. Wszystkie eksperymenty SECM były wykonane stosując 1 mM K4[Fe(CN)6] w 0,1 M KNO3, w temperaturze pokojowej.
Wykresy SECM przedstawiają prądy rejestrowane na mikroelektrodzie w funkcji jej położenia nad powierzchnią próbki MIP w płaszczyźnie x-y, przy stałej odległości w kierunku osi z.33 Prądy te zostały zarejestrowane badając dyfuzję próbnika redox Fe(CN)64- w trybie sprzężenia zwrotnego. W trybie tym wartość prądu elektroutleniania próbnika zależy od elektrochemicznej aktywności tej części próbnika, która znajduje się bezpośrednio pod mikroelektroda. Najpierw zarejestrowano tzw. krzywą zbliżania, tj. prąd mikroelektrody w funkcji jej odległości od powierzchni próbki. W tym celu do mikroelektrody przyłożono potencjał 0,50 V, tj. potencjał, przy którym szybkość elektroutlenieniania Fe(CN)64- jest ograniczona szybkością dyfuzji. Mikroelektrodę ustawiono w takiej odległości od nie przewodzącej części rezonatora kwarcowego, aby rejestrowany na mikroelektrodzie prąd wynosił 0,80 nA, tj. 50% wartości prądu rejestrowanego przy kwazi-nieskończonej odległości mikroelektrody od próbki. Odległość ta jest wtedy w przybliżeniu równa średnicy aktywnej części mikroelektrody (~ 10 μm). Przy nie zmienionym potencjale mikroelektrody, skanowano obszar w kształcie kwadratu o boku 200 μm z prędkością 25 μm · s-1.
1.2.5 Elektronowa mikroskopia skaningowa z emisją polową (FE SEM)
Obrazowanie za pomocą elektronowej mikroskopii skaningowej z emisją polową (FE SEM) warstw MIP wykonano za pomocą niskoenergetycznego mikroskopu SEM SUPRA firmy Zeiss (Jena, R.F.N.). Energia przyspieszanej wiązki elektronów wynosiła 2,00 kV.
1.2.6 Mikroskopia sił atomowych (AFM)
Zdjęcia warstw MIP wykonano za pomocą mikroskopii sił atomowych (AFM) stosując mikroskop Multimode NS3D firmy Digital Instruments/Veeco Metrology Group (Woodbury, NY, U.S.A.).
1.2.7 Przygotowanie czujnika chemicznego
Element rozpoznający piezoelektrycznego czujnika chemicznego to warstwa MIP. Jest ona przygotowywana za pomocą polimeryzacji elektrochemicznej, wykonanej w warunkach CV w zakresie potencjałów od 0,50 do 1,50 V, przy szybkości zmian potencjału 50 mV/s. Grubość warstwy MIP na elektrodzie Pt rezonatora kwarcowego jest kontrolowana za pomocą liczby cykli CV oraz monitorowana za pomocą pomiaru zmian częstotliwości rezonansowej stosując EQCM. Przygotowano trzy rodzaje warstw MIP różniące się składem.
Warstwa MIP A była przygotowana za pomocą polimeryzacji elektrochemicznej 0,3 mM 3, w 0,1 mM melaminy 5, 0,1 M (TBA)CIO4 i 0,9 mM TFA w acetonitrylu (pH = 3,0).
W celu przygotowania warstwy MIP B (wzór 1c), powyższy kompleks melaminy 5 z monomerem funkcyjnym 3, był elektrochemicznie kopolimeryzowany z monomerem sieciującym 4, w stosunku molowym 5:3:4 równym, odpowiednio, 1:3:3.
Warstwę MIP C (wzór 1d) osadzono za pomocą kopolimeryzacji elektrochemicznej monomeru funkcyjnego 3 z monomerem sieciującym 4 w obecności melaminy 5, w stosunku molowym 3:4:5, odpowiednio, 3:3:1, w roztworze mieszanych rozpuszczalników, takich jak ciecz jonowa 8 i acetonitryl, o stosunku wagowym 1:1, zakwaszonym TFA (pH = 3,0).
W porównaniu do wcześniej opracowanego i wykonanego PZ czujnika chemicznego z warstwą MIP do oznaczania histaminy29, istotne jest, że warstwa zaporowa poli(bitiofenu) nie była potrzebna do poprawnego działania czujnika chemicznego do oznaczania melaminy, przedstawionego w niniejszym zgłoszeniu (patrz poniżej, w części 2.1).
Po polimeryzacji elektrochemicznej wszystkie warstwy MIP obficie przemyto acetonitrylem, w celu usunięcia nadmiaru elektrolitu podstawowego. Następnie, szablon melaminy wyekstrahowano za pomocą 0,01 M NaOH. Całkowite usunięcie melaminy z warstwy MIP C zostało potwierdzone za pomocą pomiarów XPS, spektroskopii UV-vis i elektrochemicznych. Kontrolny polimer nie wdrukowany molekularnie (MIP C) przygotowano za pomocą podobnej procedury, jaką zastosowano do otrzymania warstwy MIP C, ale w nieobecności szablonu melaminy.
W badaniach wstępnych zastosowano również borinianową pochodną bis(2,2'-bitienylo)metanu jako monomer funkcyjny. Monomer ten z łatwością tworzył kompleksy z heterocyklicznymi aminami aromatycznymi koordynując ich atomy azotu. Kompleksowanie to wykazano na przykładzie histaminy, która ma imidazolowy atom azotu. Podczas kopolimeryzacji powyższego monomeru z monomerem funkcyjnym 3, w obecności histaminy, otrzymano warstwę MIP jako element rozpoznający PZ czujnika chemicznego do oznaczania histaminy.29 Jednakże, w niniejszym przypadku chemoczujnika do oznaPL 210 357 B1 czania melaminy okazało się, że powyższy monomer funkcyjny bardzo słabo kompleksował melaminę, prawdopodobnie z uwagi na znaczną zawadę przestrzenną. Dlatego też nie zastosowano go do budowy czujnika chemicznego do oznaczania melaminy.
1.2.8 Wstrzykowa analiza przepływowa (FIA)
Parametry analityczne warstw MIP i NIP pokrywających elektrody Pt rezonatora kwarcowego, ich właściwości kinetyczne i trwałość wiązania analitu wyznaczono w warunkach FIA za pomocą PM stosując przepływową oprawkę typu EQCM 5610. W tym celu 1 mM roztwór nośny HCI był pompowany przez oprawkę za pomocą pompy strzykawkowej model KDS100 firmy KD Scientific, Inc. (Holliston,
MA, U.S.A.). Pomiary FIA przeprowadzono przy szybkości przepływu 35 μL/min. Do wstrzykiwania próbek badanego roztworu o objętości 100 μL lub 1 mL zastosowano sześciopozycyjny zawór obrotowy, model 77251 firmy Rheodyne (Cotati, CA, U.S.A.). Próbki analizowanej substancji rozpuszczono w roztworze o tym samym składzie jak roztwór nośny, tj. 1 mM HCI.
2. Wyniki i dyskusja
Utworzony w roztworze kompleks melaminy z monomerem funkcyjnym 3 poddano polimeryzacji elektrochemicznej (MIP A) lub kopolimeryzacji z monomerem sieciującym 4 w nieobecności (MIP B) lub obecności (MIP C) cieczy jonowej 8 w celu przygotowania wdrukowanej melaminą warstwy MIP na elektrodzie Pt rezonatora kwarcowego. Skład roztworów do elektropolimeryzacji zebrano w tabeli 1. Do wdrukowania melaminy za pomocą polimeryzacji elektrochemicznej zastosowano kwaśny, bezwodny roztwór o pH < pKa. Przy pH = 3,0 melamina była sprotonowana (patrz wzór 1c i 1d oraz wzór 5a). Ponadto, melamina nie uległa elektroutlenieniu podczas polimeryzacji elektrochemicznej (patrz poniżej w części 2.1). Następnie, szablon melaminy został usunięty za pomocą przemywania warstwy MIP wodnym roztworem mocnej zasady. Całkowite usunięcie melaminy z warstwy zostało potwierdzone za pomocą pomiarów XPS, spektroskopii UV-vis, a także elektrochemicznych. Ponowne wiązanie analitu melaminy z warstwą MIP nie zawierającą melaminy zarejestrowano w warunkach FIA wykorzystując detekcję PM za pomocą QCM. Wyznaczono w tych warunkach parametry kinetyczne, termodynamiczne i analityczne chemoczujnika.
2.1 Przygotowanie warstw MIP wdrukowanych oraz warstw NIP nie wdrukowanych szablonem melaminy za pomocą polimeryzacji elektrochemicznej oraz ich właściwości
W pierwszych dwóch cyklach woltamperogramu cyklicznego dla melaminy w roztworze 0,1 M (TBA)CIO4 i 0,9 mM TFA w acetonitrylu (pH = 3,0), na dyskowej elektrodzie Pt (krzywe 1 i 2 na fig. 2), nie zaobserwowano piku anodowego. To zachowanie bierze się stad, że w roztworach kwaśnych sprotonowane grupy aminowe melaminy nie są utleniane elektrochemicznie.34 Dlatego, korzystnie nie ma potrzeby stosowania warstwy zaporowej, która zapobiegałaby elektroutlenianiu szablonu melaminy29.
Wielocykliczne krzywe CV na fig. 3a przedstawiają elektropolimeryzację monomeru funkcyjnego 3 w obecności szablonu melaminy, w acetonitrylowym roztworze 0,1 M (TBA)ClO4 i 0,9 mM TFA (pH = 3,0), bez monomeru sieciującego 4. Elektropolimeryzacja ta prowadzi do osadzenia warstwy MIP A na elektrodzie Pt rezonatora kwarcowego. Pik anodowy przy ~1,03 V, odpowiadający elektropolimeryzacji monomeru funkcyjnego, zmniejsza się w kolejnych cyklach. Najprawdopodobniej polimeryzacja elektrochemiczna jest stopniowo blokowana z powodu utrudnionej dyfuzji monomeru do powierzchni elektrody przez warstwę MIP o coraz większej grubości. Jednocześnie, rejestrowane ujemne zmiany częstotliwości rezonansowej wyraźnie świadczą o wzroście grubości warstwy MIP A w trakcie elektropolimeryzacji (fig. 3b). Brak zmian rezystancji dynamicznej (fig. 3c) dodatkowo wskazuje, że właściwości wiskoelastyczne polimeru pozostały niezmienione w trakcie elektropolimeryzacji.
W celu poprawienia parametrów analitycznych warstw MIP, skompleksowaną monomerem funkcyjnym 3 melaminę skopolimeryzowano z monomerem sieciującym 4. Celem tej kopolimeryzacji było wytworzenie warstwy MIP, której bardziej otwarta struktura trójwymiarowa (3D) ułatwiałaby dostęp analitu do jej luk molekularnych. Uzyskanie struktury 3D warstwy MIP B, w przeciwieństwie do struktury 2D warstwy MIP A, było możliwe dzięki zastosowaniu monomeru sieciującego 4 do przygotowania warstwy MIP B. Piki anodowe przy ~ 1,03 i 1,10 V (fig. 4a) wskazują, odpowiednio, na polimeryzację elektrochemiczną monomeru 3 i 4. Jednocześnie, zarejestrowane spadki częstotliwości rezonansowej odpowiadają osadzaniu warstwy MIP B (fig. 4b). W trakcie osadzania, warstwa MIP B praktycznie nie zmieniała właściwości wiskoelastycznych, jako że nie obserwowano w tym czasie żadnych znaczących zmian rezystancji dynamicznej (fig. 4c).
Aby przygotować warstwy MIP o większej porowatości, szablon melaminy wdrukowano za pomocą kopolimeryzacji elektrochemicznej monomerów 3 i 4 w obecności cieczy jonowej 5. Ciecz jono8
PL 210 357 B1 wa odgrywała rolę zarówno rozpuszczalnika porogenicznego, jak i elektrolitu podstawowego. Szeroki pik anodowy na krzywej CV przy ~1,10 V (fig. 5a) odpowiada elektrochemicznej kopolimeryzacji monomerów. Jednocześnie, zarejestrowany wyraźny (3,05 kHz) spadek częstotliwości rezonansowej potwierdza osadzanie warstwy MIP C (fig. 5b). Spadkowi temu towarzyszy wzrost rezystancji dynamiczniej o 350 Ω (fig. 5c). Wzrost ten odpowiada ~ 25-Hz zmianie częstotliwości rezonansowej spowodowanej utratą sztywności warstwy (ńfvlS), zgodnie z równaniem (1):
AfVSs k2Rfo
IIAUi.pj' (1)
2
W równaniu tym, wyprowadzonym dla rezonatora zwilżanego cieczą lepką35, k2 = 7,74 x
-3 2 2 3
10-3A2s2 cm3 oznacza współczynnik sprzężenia elektromechanicznego rezonatora kwarcowego, R - rezystancję dynamiczną rezonatora kwarcowego, f0 - podstawową częstotliwość rezonansową przetwornika kwarcowego (10 MHz), A - aktywną akustycznie powierzchnię rezonatora (0,2827 cm2), μQ - moduł ścinający kwarcu (2,947 x 1011 g s-2 cm-1) a pQ - gęstość kwarcu (2,648 g cm-3).
Kontrolna warstwa NIP C, opowiadająca warstwie MIP C, przygotowana była w nieobecności melaminy (fig. 6). Pik anodowy przy ~1,15 V na krzywych CV (fig. 6a), odpowiadający elektropolimeryzacji monomerów, wzrasta w kolejnych cyklach CV. Jednocześnie, zarejestrowano spadek częstotliwości rezonansowej potwierdzający powstawanie warstwy NIP C (fig. 6b). Równocześnie, zarejestrowany wzrost rezystancji dynamicznej o 83 Ω (fig. 6c) świadczy o tym, że warstwa NIP C częściowo utraciła swoją sztywność podczas osadzania za pomocą polimeryzacji elektrochemicznej (Δί^ = 6 Hz).
2.2 Ekstrakcja szablonu melaminy z warstwy MIP C
Po osadzeniu, warstwy MIP przemyto dużą ilością acetonitrylu, w celu usunięcia zaadsorbowanych fizycznie pozostałości. Ze zmian częstotliwości rezonansowej zarejestrowanej podczas osadzania warstwy MIPC za pomocą polimeryzacji elektrochemicznej oszacowano jej objętość równą ~ 1 nL. W tym celu gęstość monomeru funkcyjnego przyjęto za równą 1,1 g/cm3, tj. taką, jaką wykazuje poli(bitiofen).36 Szablon melaminy wyekstrahowano z warstwy MIP C za pomocą wodnego roztworu mocnej zasady, czemu towarzyszył wzrost częstotliwości rezonansowej. Na podstawie tego wzrostu oszacowano masę wymytej melaminy. Następnie, wyznaczono efektywne stężenie luk molekularnych w warstwie MIP C, tj. luk dostępnych dla analitu melaminy. Stężenie to było, korzystnie, stosunkowo wysokie, bowiem wynosiło 0,9 M. Stężenie to jest prawie dwa razy wyższe od analogicznego stężenia dla warstwy MIP B (0,46 M) i prawie trzy razy wyższe niż dla warstwy MIP A (0,31 M). Zarówno pomiary XPS, jak i spektroskopii UV-vis, wykonane przed i po ekstrakcji melaminy (patrz poniżej w niniejszej części), potwierdzają całkowite usunięcie szablonu melaminy z warstwy MIP C.
W pomiarach XPS, pasma odpowiadające energii wiązań elektronów N 1 s zastosowano jako wskaźniki obecności melaminy w warstwie MIP C. Figury 7a i 7b przedstawiają widmo XPS w zakresie energii wiązania elektronów N 1 s atomów azotu wdrukowanej melaminą warstwy MIP C zarejestrowane, odpowiednio, przed i po ekstrakcji melaminy. Złożone pasmo przy ~ 401 eV pochodzi od elektronów N 1 s atomów azotu szablonu melaminy w różnym otoczeniu w warstwie MIP C (fig. 7a). W rozłożonym widmie występują pasma przy 401,2 i 403,0 eV, o stosunku intensywności 1:1, które można przypisać, odpowiednio, atomowi azotu aromatycznego pierścienia 1,3,5-triazyny-(-N=) oraz sprotonowanej pierwszorzędowej alifatycznej grupie aminowej (-NH3+).36 Pasma te są nieznacznie przesunięte ku niższym wartościom energii wiązania w porównaniu do wartości literaturowych dla wolnej zasady, przypuszczalnie z powodu innego otoczenia atomowego.37 Widmo XPS, zarejestrowane po ekstrakcji warstwy MIP C za pomocą 0,01 M NaOH (fig. 7b), nie wykazuje pasm odpowiadających atomom azotu szablonu melaminy, ani ewentualnej pozostałości rozpuszczalnika acetonitrylowego w warstwie. Dlatego można uznać iż szablon melaminy został całkowicie usunięty z warstwy MIP C.
Po zanurzeniu na 12 godz. wdrukowanej melaminą warstwy MIP C do 0,01 M NaOH, melaminę wykryto w ekstrakcie za pomocą spektroskopii UV-vis. Zarejestrowane widmo wyekstrahowanej melaminy (krzywa 2C na fig. 8) zawiera pasmo przy ~ 217 nm, tj. przy tej samej długości fali, przy której zarejestrowano pasmo dla melaminy rozpuszczonej w 0,01 M NaOH (krzywa 1 na fig. 8). Całkowite usunięcie melaminy z MIP C potwierdzono wykazując nieobecność tego pasma (krzywa 1 na fig. 8) w widmie dwudziestego ekstraktu. Podobne pomiary przeprowadzono dla warstw MIP A (krzywa 2B na fig. 8) i MIP B (krzywa 2B na fig. 8). Okazało się, że największe stężenie melaminy wykazał eksPL 210 357 B1 trakt warstwy MIP C. Tak więc, z jednej strony MIP C zawierał najwięcej melaminy, a z drugiej - najłatwiej było wymyć melaminę z najbardziej porowatej warstwy, jaką jest warstwa MIP C.
Zdjęcie SECM wdrukowanej melaminą warstwy MIP C, osadzonej na elektrodzie Pt rezonatora kwarcowego (fig. 9), po ekstrakcji melaminy za pomocą 0,01 M NaOH, potwierdza obecność wyraźnych porów o różnym kształcie i wielkości. Dzięki tym porom warstwa MIP C jest przepuszczalna, co ułatwia dyfuzję analitu do wdrukowanych luk molekularnych. Natomiast zdjęcia SECM warstw MIP A i MIP B nie przedstawiają tak porowatych powierzchni (nie pokazano).
2.3 Elektrochemiczna, mikroskopowa i spektroskopowa charakterystyka rezonatorowych przetworników sygnału detekcji pokrytych warstwą MIP
Elektrochemiczna charakterystyka warstw MIP za pomocą próbnika redox, 1 mM K4[Fe(CN)6] w 0,1 M KNO3, dostarczyła informacji na temat morfologicznych cech warstw MIP A, MIP B i MIP C. Odwracalne przeniesienie elektronu w układzie Fe(CN)63-/Fe(CN)64- na niepokrytej dyskowej elektrodzie Rt nie było utrudnione, na co wskazywał dobrze wykształcony pik DPV (krzywa 1 na fig. 10a). Natomiast w przypadku wdrukowanej melaminą warstwy MIP pokrywającej dyskową elektrodę Pt w ogóle nie zaobserwowano piku DPV (krzywa 2A, 2B i 2C, odpowiednio, dla warstwy MIP A, MIP B i MIP C na fig. 10a). Tak wię c, dyfuzja próbnika redox do powierzchni elektrody pokrytej warstwą MIP zawierającą wdrukowaną melaminę była efektywnie zablokowana. Jednakże, po ekstrakcji szablonu melaminy z tych warstw ponownie pojawiły się całkiem wyraźne piki DPV (krzywa 3A, 3B i 3C, odpowiednio, dla warstwy MIP A, MIP B i MIP C na fig. 10a). W tym przypadku elektroutlenianie Fe(CN)64jest ułatwione, ponieważ próbnik może dyfundować do elektrody przez nie obsadzone melaminą luki molekularne. Dla warstw MIP, o grubości 130 nm, po wyekstrahowaniu wdrukowanej melaminy, najwyższy pik DRV dla Fe(CN)64- uzyskano w przypadku warstwy MIP C. Po całkowitej ekstrakcji melaminy z luk molekularnych warstw, anion Fe(CN)64- szybciej dyfunduje przez warstwę MIP C niż przez warstwę MIP A, czy też MIP B.
Aby oszacować właściwości impedancyjne warstw MIP, dalsza ich charakterystyka elektrochemiczna została przeprowadzona za pomocą EIS. Krzywe zależności składowej rzeczywistej impedancji od składowej urojonej dla wdrukowanych melaminą warstw MIP, pokrywających dyskowe elektrody Pt, dla 1 mM K4[Fe(CN)6] w 0,1 M KNO3 przed i po ekstrakcji melaminy przedstawiono, odpowiednio, na fig. 11a i 11b. W przypadku transportu ładunku, którego szybkość jest ograniczona jedynie szybkością dyfuzji próbnika Fe(CN)64- do nie pokrytej polimerem dyskowej elektrody Pt, uzyskano linię prostą o nachyleniu n/4 (krzywa 1' na fig. 11a). Krzywe zależ noś ci skł adowej rzeczywistej impedancji od skł adowej urojonej dla elektrod pokrytych wdrukowanymi melaminą warstwami MIP A, MIP B i MIP C przedstawiono na fig. 11a za pomocą dużych półokręgów, odpowiednio, 2A, 2B i 2C, odpowiadających oporowi przeniesienia ładunku.38 Półokręgi te to krzywe teoretyczne dopasowane do punktów eksperymentalnych po odpowiednim dobraniu parametrów elektrycznych zastępczego obwodu Randlesa. Opór przeniesienia ładunku jest najmniejszy dla warstwy MIP C (1,8 ΜΩ) w porównaniu z oporem warstwy MIP A (2,25 MΩ) i MIP B (2,1 MΩ). Jest on również znacznie większy niż opór niepokrytej dyskowej elektrody Pt (0,80 kΩ). Tak więc, warstwa MIP zawierająca wdrukowaną melaminę utrudnia transport ładunku próbnika redox do powierzchni elektrody. Jeżeli do przygotowania warstwy MIP C zastosowano ciecz jonową 8 jako rozpuszczalnik porogeniczny, to opór przeniesienia ładunku był znacznie mniejszy. Krzywa zależności składowej rzeczywistej impedancji od składowej urojonej, zarejestrowana po ekstrakcji szablonu melaminy z warstwy MIP A, MIP B i MIP C, składa się z półokręgu i odcinka prostoliniowego, odpowiednio, w zakresie wysokich i niskich częstotliwości (odpowiednio. krzywa 3A, 3B i 3C na fig. 11b). Średnice otrzymanych półokręgów są mniejsze od średnic półokręgów przedstawionych na krzywych 24, 2B i 2C, co oznacza, że opór przeniesienia ładunku jest mniejszy w przypadku warstw MIP z usuniętym szablonem melaminy. Opór przeniesienia ładunku w przypadku warstwy MIP A, MIP B i MIP C bez melaminy jest, odpowiednio, równy 1,85, 1,6 i 1,1 MΩ. Nachylenia prostoliniowych odcinków krzywych 3A 3B i 3C zakresie niskich częstotliwości są mniejsze niż nachylenie krzywej 1'. Po usunięciu szablonu melaniny, w warstwach MIP pozostają puste luki molekularne, dzięki którym warstwy stają się przepuszczalne.39 Dyfuzja analitu oraz jego dostęp do luk molekularnych są tym łatwiejsze, im bardziej porowata jest warstwa MIP.
Za pomocą obrazowania SECM uzyskano mikroskopowe informacje o cechach morfologicznych warstwy MIP A, MIP B i MIP C. Podczas skanowania mikroelektrodą SECM powierzchni rezonatora kwarcowego i sąsiadującej z nią powierzchni wdrukowanej melaminą warstwy MIP C, osadzonej na elektrodzie Pt rezonatora kwarcowego, prąd anodowy był niewielki i stały40 (fig. 9a). Zachowanie to jest wynikiem efektu ujemnego sprzężenia zwrotnego związanego z utrudnioną dyfuzją próbnika redox
PL 210 357 B1
Fe(CN)64- w sąsiedztwie obu nie przewodzących powierzchni, tj. powierzchni kwarcu i MIP. Natomiast efekt dodatniego sprzężenia zwrotnego zaobserwowano, gdy mikroelektroda zbliżała się do warstwy MIP C, z której całkowicie wyekstrahowano melaminę. Wówczas prąd ten był wyraźnie większy przy skanowaniu powierzchni warstwy MIP C z wyekstrahowaną melaminą, ale nie powierzchni kwarcu (fig. 9b). Podczas skanowania powierzchni warstwy MIP C ponownie zawierającej melaminę zarejestrowano nieco mniejszy prąd (fig. 9c) niż w przypadku warstwy MIP C z całkowicie wyekstrahowaną melaminą, jak gdyby nie wszystkie luki ponownie uległy obsadzeniu melaminą.
Wskutek ekstrakcji szablonu melaminy z warstwy MIP B prąd mikroelektrody wzrósł tylko nieznacznie (nie pokazano). Natomiast prąd ten, zarejestrowany w sąsiedztwie warstwy MIP A z wyekstrahowaną melaminą, był jeszcze mniejszy (nie pokazano). Najprawdopodobniej przenikanie próbnika redox przez warstwę MIP C było najłatwiejsze z uwagi na obecność pustych luk molekularnych po wyekstrahowaniu szablonu melaminy.
Korzystnie, wyniki SECM są zgodne z wynikami pomiarów DPV i EIS.
Zdjęcia FE SEM wdrukowanej szablonem melaminy warstwy MIP C osadzonej na elektrodzie Pt rezonatora kwarcowego (fig. 12) przedstawiają pory o różnych kształtach i różnej wielkości. Po usunięciu szablonu melaminy, w warstwie MIP C pozostały puste luki, sprawiające, że warstwa stała się przepuszczalna.39 Dyfuzja analitu oraz jego dostęp do luk molekularnych w warstwie MIP C są tym łatwiejsze, im warstwa jest bardziej porowata.
Zdjęcie AFM wdrukowanej melaminą warstwy MIP C na elektrodzie ITO przedstawiono na fig. 13.
2.4 Parametry analityczne chemicznego czujnika QCM z rozpoznającą warstwą MIP do oznaczania melaminy
2.4.1 Oznaczanie melaminy
Melaminę oznaczono w warunkach FIA z zastosowaniem QCM z detekcją PM. W tym celu szablon melaminy wyekstrahowano z warstwy MIP, wdrukowanego melaminą, pokrywającej elektrodę Pt rezonatora kwarcowego, aby umożliwić następnie wiązanie melaminy w tych lukach w trakcie jej oznaczania. Komplementarność przestrzennej budowy cząsteczki melaminy i luk molekularnych w MIP oraz powinowactwo miejsc wiążących eteru koronowego z grupami -NH3+ analitu melaminy potwierdzono poprzez związanie melaminy, po jej wyekstrahowaniu, z warstwą MIP. Analit melaminy został związany w postaci sprotonowanej (wzór 5a), tj. przy pH = 3,0, stosując 1 mM HCI jako roztwór nośny. Wstrzyknięty do roztworu nośnego roztwór analitu przepływał nad warstwą MIP C z wyekstrahowaną melaminą, czemu kolejno towarzyszył odwracalny spadek, a następnie wzrost częstotliwości rezonansowej (fig. 14).
Oznacza to, że wiązanie i wymywanie analitu z warstwy jest odwracalne, co jest korzystne z punktu widzenia czułości i odwracalności pracy chemosensora. Każde wstrzyknięcie melaminy wywołuje najpierw spadek częstotliwości rezonansowej odpowiadającej oddziaływaniu melaminy z miejscami wiążącymi w warstwie. Następnie, melamina jest stosunkowo szybko wymywana z warstwy przez nadmiar roztworu nośnego, co podwyższa częstotliwość rezonansową prawie do wartości początkowej. Ogólnie, czas przebywania melaminy w warstwie MIP, czyli czas potrzebny do regenerowania chemoczujnika, jest tym dłuższy im silniejsze jest oddziaływanie melaminy z warstwą MIP i większy jest opór przeniesienia masy przez warstwę MIP.
2.4.2 Czułość i wykrywalność chemoczujnika
Figura 15 przedstawia krzywe kalibracyjne oznaczania melaminy, skonstruowane na podstawie zmian częstotliwości rezonansowej, w warunkach FIA z detekcją PM. Dla każdej warstwy MIP obserwowano liniową zależność zmian częstotliwości od stężenia wstrzykiwanego roztworu melaminy. Co istotne, nachylenie krzywej kalibracyjnej, tj. czułość chemosensora, jest większa dla warstwy MIP C (prosta 3 na fig. 15) niż dla warstwy MIP B (prosta 2 na fig. 15) i dla warstwy MIP A (prosta 1 na fig. 15). Wyznaczony liniowy stężeniowy zakres dynamiczny jest stosunkowo szeroki, rozciągając się na dwa rzędy wielkości stężenia melaminy, tj. od 5 nm do 1 mM. Czułość chemosensora z kontrolną warstwą NIP C była cztery razy niższa niż z warstwą MIP C (tabela 2). Najwidoczniej, obecność luk molekularnych w warstwie MIP decyduje o czułości oznaczeń.
Wykrywalność chemosensora z warstwą MIP C wyznaczono w najbardziej korzystnych warunkach FIA, tj. przy stosunkowo niewielkiej szybkości przepływu, równej 35 μL/min oraz znacznej objętości roztworu melaminy, wynoszącej 1 mL (fig. 16). W tych warunkach wykrywalność stężeniowa wynosiła ~ 5 nM melaminy przy stosunku sygnału do szumu N/S = 3.
PL 210 357 B1
2.4.3 Selektywność chemoczujnika
Selektywność oznaczeń czujnika chemicznego PZ z wdrukowaną szablonem melaminy warstwą MIP określono w warunkach FIA, w których zastosowano strukturalnie podobne substancje przeszkadzające, takie jak cyromazyna (wzór 6), kwas cyjanurowy (wzór 7) i ammelina (wzór 9). Roztwory tych substancji w 1 mM HCI zastrzyknięto do roztworu nośnego (1 mM HCI) omywającego warstwę MIP C z wyekstrahowaną melaminą. Figura 17 przedstawia uzyskane w tych pomiarach krzywe kalibracyjne FIA. Okazało się, że tak przygotowany czujnik chemiczny jest prawie dziesięć razy czulszy względem melaminy niż względem cyromazyny, cztery razy czulszy niż względem kwasu cyjanurowego i półtora razy czulszy niż względem ammeliny (tabela 3). Tak więc, czujnik ten wykazuje znacznie wyższą selektywność względem melaminy niż względem jej interferantów.
Za pomocą badań kinetycznych wyznaczono wartości obserwowanej stałej szybkości wiązania „gościa” (G) przez warstwę MIP, kobs i stałej trwałości, Ks, kompleksów MIP z „gośćmi” w celu ilościowego określenia sił oddziaływania analitu z warstwą MIP. Sposób, w jaki te wartości zostały wyzna41 czone jest opisany w poprzednim zgłoszeniu patentowym.41
Zależność początkowych zmian częstotliwości rezonansowej od czasu dla wdrukowanej melaminą warstwy MIP C, dla różnych stężeń analitu w zastrzykiwanych próbkach, po skorygowaniu sygnału na efekty aparaturowe29, zastosowano do wyznaczenia wartości kobs dla kompleksu MIP-G. Figura 18 przedstawia wykresy zależności kobs od stężenia „gościa”. Zgodnie z oczekiwaniem, otrzymano wykresy liniowe. Wartości Ks, obliczone ze stosunku nachylenia otrzymanej prostej do wartości punktu przecięcia tej prostej z osią rzędnych, są zebrane w tabeli 4. Otrzymane wyniki wskazują, iż strukturalnie komplementarne luki molekularne we wdrukowanej melaminą warstwie MIP C wiążą analit melaminy prawie jedenaście razy mocniej niż cyromazynę, sześć razy mocniej niż kwas cyjanurowy i trzy razy mocniej niż ammelinę. Krzywe 1, 2, 3 i 4 na figurze 19 przedstawiają liniową zależność kos względem stężenia melaminy dla, odpowiednio, warstwy NIP C, MIP A, MIP B i MIP C. Wyznaczone z tych wykresów wartości dla kompleksów MlP-melamina są zebrane w tabeli 5. Warstwa MIP C z wyekstrahowaną melaminą wiązała ponownie ponad dwa razy (2,25) i prawie dwa razy (1,7) silniej analit melaminy niż, odpowiednio, warstwa MIP A i warstwa MIP B. Dlatego, najbardziej selektywny czujnik chemiczny przygotowano stosując warstwę MIP C.
3. Wnioski
Powiązanie wdrukowanej melaminą warstwy rozpoznającej MIP i przetwornika sygnału detekcji, jakim jest piezoelektryczny rezonator kwarcowy, korzystnie cięcia AT, o poprzecznych drganiach ścinających objętościowej fali dźwiękowej, umożliwia opracowanie i wykonanie czujnika chemicznego do oznaczania melaminy, który charakteryzuje się wysoką czułością, selektywnością i wykrywalnością. Stosunkowo prosta procedura przygotowania MIP za pomocą polimeryzacji elektrochemicznej pozwala kontrolować grubość warstwy oraz stężenie luk molekularnych z miejscami wiążącymi w polimerze. Charakterystyka czujnika chemicznego jest znacznie lepsza, jeżeli do przygotowania warstwy MIP stosuje się monomer sieciujący i ciecz jonową, jako że wówczas powstaje trójwymiarowa, bardziej porowata warstwa MIP. Przy starannie dobranych warunkach FIA, tj. przy niewielkiej szybkości przepływu i dużej objętości zastrzykiwanego roztworu, stężeniowy próg wykrywalności wynosi 5 nM melaminy. Czujnik chemiczny jest znacznie bardziej selektywny względem melaminy niż związków podobnych do niej strukturalnie, takich jak cyromazyna, kwas cyjanurowy, czy też ammelina. Wyznaczone stałe trwałości kompleksów MIP z melaminą, kwasem cyjanurowym lub ammeliną przemawiają za tym, że luki molekularne odpowiadają wielkością i kształtem cząsteczce melaminy zastosowanej do wdrukowania molekularnego.
Tabele
T a b e l a 1
Skład roztworów zastosowanych do przygotowania wdrukowanych (MIP) i nie wdrukowanych (NIP) warstw polimerów
| Architektura czujnika | Czułość (± 0,01) Hz/mM | Współczynnik korelacji |
| Kwarc/Pt/(MIP C) | 0,42 ± 0,010 | 0,997 |
| Kwarc/Pt/ (MIP B) | 0,28 ± 0,010 | 0,993 |
| Kwarc/Pt/(MIP A) | 0,05 ± 0,001 | 0,998 |
| Kwarc/Pt/(NIP C) | 0,10 ± 0,002 | 0,996 |
PL 210 357 B1
T a b e l a 2
Wyznaczona z pomiarów FIA czułość oznaczania melaminy za pomocą chemoczujnika z warstwą NIP C nie wdrukowanego melaminą oraz różnymi warstwami MIP wdrukowanymi melaminą. Grubość warstw ~ 130 nm, szybkość przepływu - 35 μL/min, objętość próbki -100 μL
| Warstwa polimeru | Stosunek molowy 5:3:4 | Obecność cieczy jonowej 5 |
| MIP A | 1:3:0 | Nie |
| MIP B | 1:3:3 | Nie |
| MIP C | 1:3:3 | Tak |
| NIP C | 0:3:3 | Tak |
T a b e l a 3
Wyznaczona z pomiarów FIA czułość oznaczania melaminy i substancji przeszkadzających za pomocą chemoczujnika z warstwą MIP C, wdrukowanego melaminą, o grubości ~130 nm, na elektrodzie Pt rezonatora kwarcowego. Szybkość przepływu wynosiła 35 μL/min, objętość próbki - 100 μL
| Substancja oznaczana | Czułość (± 0,01) Hz/mM | Współczynnik korelacji |
| Melamina | 0,42 ± 0,010 | 0,997 |
| Ammelina | 0,27 ± 0,007 | 0,996 |
| Kwas cyjanurowy | 0,07 ± 0,005 | 0,990 |
| Cyromazyna | 0,04 ± 0,002 | 0,983 |
T a b e l a 4
Wartości stałej trwałości, Ks, kompleksu (MIP C)-„gość”
| „Gość” | Ks M1 |
| Melamina | 1813 |
| Ammelina | 585 |
| Kwas cyjanurowy | 308 |
| Cyromazyna | 154 |
T a b e l a 5
Wartości stałej trwałości, Ks, kompleksów melaminy z różnymi warstwami MIP wdrukowanymi melaminą i warstwą NIP C
| Polimer | Ks M-1 |
| MIP A | 810 |
| MIP B | 1061 |
| MIP C | 1813 |
| NIP C | 333 |
Odnośniki (1) www.fssai.gov.in/advisory/AdvisoryMelamineinFoods.doc.
(2) (a) Bradley, E. L., Boughtflower, V., Smith, T. L., Speck, D. R., Castle, L. Food Addit Contam. 2005, 22, 597-606;
(2) (b) Kawai, S., Nagano, H., Maji, T. J. Chromatogr. 1989, 477, 467-470;
(2) (c) Lund, K. H., Retersen, J. H. Food Addit. Contam. 2006, 23, 948-955;
(2) (d) Martin, R. E., Hizo, C. B., Ong, A. M., Alba, O. M., Ishiwata, H. J. Food Prot 1992, 55,
632-635.
(3) Brown, C. A., Jeong, K.-S., Poppenga, R. H., Puschner, B., Miller, D. M., Ellis, A. E., Kang, K.-I., Sum, S., Cistola, A. M., Brown, S. A. J. Vet. Diagn. Invest. 2007, 19, 525-531.
PL 210 357 B1 (4) (a) http://www.inchem.org/paaes/sids.html OECD Screening Information Data Set (SIDS) Analysis: Melamine, United Nations Environment Program 2002;
(4) (b) In 73, (lARC), I. A. f. R. o. C, Ed.: Lyon, France, 1999.
(5) Toth, J. P., Bardalaye, P. C. J. Chromatogr., A 1987, 408, 335-340.
(6) Litzau, J., Mercer, G., Mulligan, K.; FDA Laboratory Information Bulletin, LIB No. 4423, 2008; Vol. 24.
(7) (a) Fligenzi, M. S., Tor, E. R., Poppenga, R. H., Aston, L. A., Puschner, B. Rapid Commun. Mass Spectrom. 2007, 21, 4027-4032;
(7) (b) Turnipseed, S., Casey, Ch., Nochetto, C, Heller, D. N.; FDA Laboratory Information Bulletin, LIB No. 4421, 2008; Vol. 24;
(7) (c) Smoker, M., Krynitsky, A. J.; FDA Laboratory Information Bulletin, LIB No. 4422, 2008;
Vol. 24.
(8) Kim, B., Perkins, L. B., Bushway, R. J., Nesbit, S., Fan, T., Sheridan, R., Greene, V. J. AOAC Int 2008, 91, 408-413.
(9) Cook, H. A., Klampfl, C. W., Buchberger, W. Electropiioresis 2005, 26, 1576-1583.
(10) Campbell, J. A., Wunschel, D. S., Petersen, C. E. Anal. Lett. 2007, 40, 3107-3118.
(11) Zhu, L., Gamez, G., Chen, H., Chingin, K., Zenobi, R. Chem. Commun. 2009, 559-561.
(12) Huang, G. M., Zheng, O. Y., Cooks, R. G. Chem. Commun. 2009, 5, 556-558.
(13) Yang, S. P., Ding, J. H., Zheng, J., Hu, B., Li, J. Q., Chen, H. W., Zhou, Z. Q., Qiao, X. L. Anal. Chem. 2009, 81, 2426-2436.
(14) Vail, T., Jones, P. R., Sparkman, 0. D. J. Anal. Toxicol. 2007, 31, 304-312.
(15) Garber, E. A. E. J. Food Prot. 2008, 71, 590-594.
(16) Ishiwata, H., Inoue, T., Yamazaki, T., Yoshihira, K. J. Assoc. Off. Anal. Chem. 1987, 70, 457-460.
(17) Mauer, L. J., Chernyshova, A. A., Hiatt, A., Deering, A. Davis, R. J. Agrie. Food Chem. 2009, 57, 3974-3980.
(18) Tseng, C.-H., Mann, Ch. K., Vickers, T. J. Appl. Spectrosc. 1994, 48, 421-541.
(19) Wang, Z., Chen, D., Gao, X., Song, Z. J. Agrie. Food Chem. 2009, 57, 3464-3469.
(20) Haupt, K. Anal. Chem. 2003, 75, 376 A-383 A.
(21) Malitesta, C; Losito, I.; Zambonin, P. G. Anal. Chem. 1999, 71, 1366-1370.
(22) (a) Bianco-López, M. C; Lobo-Castanón, M. J.; Miranda-Ordieres, A. J.; Tunón-Blanco, P. Trends Anal. Chem. 2004, 23, 36-48;
(22) (b) Piletsky, S. A.; Turner, A. P. F. Electroanalysis 2002, 14, 317-323;
(22) (c) Henry, O. Y. F.; Gullen, D. C; Piletsky, S. A. Anal. Bioanal. Chem. 2005, 382, 947-956.
(23) Avila, M.; Zougagh, M.; Rios, A.; Escarpa, A. Trends Anal. Chem. 2008, 27, 54-65.
(24) Tombelli, S.; Mascini, M. Anal. Lett. 2000, 33, 2129-2151.
(25) Uludag, Y.; Piletsky, S. A.; Turner, A. P. F.; Cooper, M. A. FEBS Journal 2007, 274, 5471-5480.
(26) (a) Blank, W. J., He, Z.A., Hessell, E. T., Abramshe, R. A. Polym. Mater. Sci. Eng. 1997, 77, 391-392;
(26) (b) http://www.siamaaldrich.com/etc/medialib/docs/Supelco/ADDlication Notes/t408188melamine-analvsis.Par.0001.File.tmp/t408188-melamine-analysis.pdf;
(26) (c) Albert, A., Goldacre, R., Phillips, J. J. Chem. Soc. 1948, 455, 2240-2249;
(26) (d) Buli. Chem. Soc. Jpn. 1988, 61, 4289-4294;
(26) (e) Jahagirdar, D. V., Kharwadkar, R. M. Indian J. Chem., Sect. A: Inorg., Bio-inorg., Phys., Theor. Anal. Chem. 1981, 26, 635-637;
(26) (f) Tashiro, T. J. Heterocycl. Chem. 2002, 39, 615-622.
(27) Kryatova, O. P., Kolchinski, A. G., Rybak-Akimova, E. V. Tetrahedron 2003, 59, 231-239.
(28) www.merck.de/sen/let/PB/menu/1320990/index.html.
(29) Pietrzyk, A.; Suriyanarayanan, S.; Kutner, W.; Chitta, R.; D'Souza, F. Anal. Chem. 2009, 81, 2633-2643.
(30) Pietrzyk, A., Kutner, W., Chitta, R., Zandler, M. E., D'Souza, F., Sannicoló, F., Mussini, P. R., „A melamine-templated molecularly imprinted polymer (MIP) film as the recognition element of the selective piezomicrogravimetric chemosensor” - praca w przygotowaniu.
(31) Randies, J. E. Discuss. Faraday Soc. 1947, 1,11-19.
PL 210 357 B1 (32) Kochman, A.; Krupka, A.; Grissbach, J.; Kutner, W,; Gniewinska, B.; Nafalski, L. Electroanalysis 2006, 18, 2168-2173.
(33) Mirkin, M. V., Horrocks, B. R. Anal. Chim. Acta 2000, 406, 119-146.
(34) Steckhan, E. In Organic Electrochemistry, Fourth Edition, Revised and Expanded, Lund, H., Hammerich, O., Ed.; Marcel Dekker, Inc.: New York, 2001, pp 545-588.
(35) Thompson, M., Stone, D. C. In Chemical analysis: a series of monographs on analytical chemistry and is application; Winefordner, J. D., Ed.; Wiley: New York, 1997; Vol. 144.
(36) Skompska, M.; Jackson, A.; Hillman, A. R. Phys. Chem. Chem. Phys. 2000, 2, 4748-4757.
(37) Furukawa, M.; Yamada, T.; Katano, S.; Kawai, M.; Ogasawara, H.; Nilsson, A. Surf. Sci. 2007, 601, 5433-5440.
(38) Lasia, A. In Modern Aspects of Electrochemistry, White, R. E., Conway, B. E., Bockris, J., Eds.; Kluwer Academic/Plenum: New York 1999; Vol. 32, pp 143-248.
(39) de Levie, R. In Advances in Electrochemistry and Electrochemical Engineering; Delahay, P., Tobias, C. W., Eds.; John Wiley: New York, 1967; Vol. 6, pp 329-397.
(40) Wittstock, G., Burchardt, M., Rust, S. E., Shen, Y., Zhao, Ch. Angew. Chem., Int. Ed. 2007, 46, 1584 -1617.
(41) Kutner, W., Suriyanarayanan, S., Pietrzyk A., D'Souza F., Zgłoszenie patentowe P-386665, 02.12.2008, „Polimer wdrukowany molekularnie, sposób jego wytwarzania oraz chemiczny czujnik piezoelektryczny do oznaczania substancji biologicznie czynnych, zwłaszcza histaminy, dopaminy i adeniny”.
Claims (6)
1. Polimer wdrukowany molekularnie, MIP, o wzorze 1a, będącym polimerem monomeru funkcyjnego bis(2,2'-bitienylo)metanu o wzorze 2 podstawionego eterem koronowym 18-korona-6 o wzorze 3 oraz monomerem sieciującym, bis(bitiofenobenzotiofenem) o wzorze 4.
2. Polimer według zastrz. 1, z dodatkowo wbudowanym triheksylo(tetradecylo)fosfoniowym tris(pentafluoroetylo)trifIuorofosforanem o wzorze 8, przedstawiony wzorem 1b.
3. Polimer według zastrz. 1, z wdrukowaną substancją biologicznie czynną z grupy amin biogenicznych, korzystnie melaminą o wzorze 5, jako szablonem, przedstawiony wzorem 1c.
4. Polimer według zastrz. 1 albo 2, albo 3, z wdrukowaną substancją biologicznie czynną z grupy amin biogenicznych, korzystnie melaminą o wzorze 5, jako szablonem oraz wbudowanym triheksylo(tetradecylo)fosfoniowym tris(pentafluoroetylo) trifluorofosforanem o wzorze 8, przedstawiony wzorem 1d.
5. Sposób wytwarzania polimeru wdrukowanego molekularnie, MIP, o wzorze 1a, 1b, 1c albo 1d, znamienny tym, że prowadzi się polimeryzację elektrochemiczną monomeru funkcyjnego, bis(bitiofenu) o wzorze 2, podstawionego eterem koronowym 18-korona-6 o wzorze 3, w obecności substancji biologicznie czynnej z grupy amin biogenicznych, korzystnie melaminy o wzorze 5, jako szablonu oraz monomeru sieciującego, bis(bitiofenobenzotiofenu) o wzorze 4, przy czym szablon melaminy jest wdrukowywany w trakcie polimeryzacji elektrochemicznej, ewentualnie w roztworze mieszanych rozpuszczalników, korzystnie, acetonitrylu i cieczy jonowej, triheksylo(tetradecylo)fosfoniowego tris(pentafluoroetylo)trifluorofosforanu o wzorze 8, w stosunku wagowym 1:1, po czym, ewentualnie, wyekstrahowuje się melaminę z warstwy MIP za pomocą alkalicznego roztworu wodnego.
6. Chemiczny czujnik piezoelektryczny do wykrywania i oznaczania melaminy, znamienny tym, że składa się z elementu rozpoznającego, którym jest warstwa MIP o wzorze 1a, 1b, 1c albo 1d osadzona na elektrodzie platynowej, rezonatora kwarcowego, korzystnie cięcia AT, o poprzecznych drganiach ścinających objętościowej fali dźwiękowej, stanowiącego przetwornik sygnału detekcji, przedstawiony na fig. 1.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL388565A PL210357B1 (pl) | 2009-07-18 | 2009-07-18 | Polimer wdrukowany molekularnie, sposób jego wytwarzania oraz chemiczny czujnik piezoelektryczny do wykrywania i oznaczania substancji biologicznie czynnych wybranych z grupy amin biogenicznych, zwłaszcza melaminy |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL388565A PL210357B1 (pl) | 2009-07-18 | 2009-07-18 | Polimer wdrukowany molekularnie, sposób jego wytwarzania oraz chemiczny czujnik piezoelektryczny do wykrywania i oznaczania substancji biologicznie czynnych wybranych z grupy amin biogenicznych, zwłaszcza melaminy |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL388565A1 PL388565A1 (en) | 2011-01-31 |
| PL210357B1 true PL210357B1 (pl) | 2012-01-31 |
Family
ID=45510347
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL388565A PL210357B1 (pl) | 2009-07-18 | 2009-07-18 | Polimer wdrukowany molekularnie, sposób jego wytwarzania oraz chemiczny czujnik piezoelektryczny do wykrywania i oznaczania substancji biologicznie czynnych wybranych z grupy amin biogenicznych, zwłaszcza melaminy |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| PL (1) | PL210357B1 (pl) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| PL398979A1 (pl) | 2012-04-25 | 2013-10-28 | Scope Fluidics Spólka Z Ograniczona Odpowiedzialnoscia | Urzadzenie mikroprzeplywowe i uklad mikroprzeplywowy obejmujacy jedno lub wiecej urzadzen mikroprzeplywowych |
-
2009
- 2009-07-18 PL PL388565A patent/PL210357B1/pl not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL388565A1 (en) | 2011-01-31 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Amatatongchai et al. | Novel three-dimensional molecularly imprinted polymer-coated carbon nanotubes (3D-CNTs@ MIP) for selective detection of profenofos in food | |
| Pietrzyk et al. | Melamine acoustic chemosensor based on molecularly imprinted polymer film | |
| Paolesse et al. | Porphyrinoids for chemical sensor applications | |
| Kent et al. | Controlled evaluation of silver nanoparticle dissolution using atomic force microscopy | |
| Bas et al. | Electrochemical sensing of hydrogen peroxide using block copolymer templated iron oxide nanopatterns | |
| Luo et al. | Applications of macrocyclic compounds for electrochemical sensors to improve selectivity and sensitivity | |
| Su et al. | Highly sensitive electrochemical lead ion sensor harnessing peptide probe molecules on porous gold electrodes | |
| Kumaravel et al. | Electrochemical determination of chlorpyrifos on a nano-TiO2/cellulose acetate composite modified glassy carbon electrode | |
| Mai et al. | Silver nanoparticles-based SERS platform towards detecting chloramphenicol and amoxicillin: an experimental insight into the role of HOMO–LUMO energy levels of the analyte in the SERS signal and charge transfer process | |
| Kong et al. | Molecularly imprinted quartz crystal microbalance sensor based on poly (o-aminothiophenol) membrane and Au nanoparticles for ractopamine determination | |
| Wong et al. | Determination of carbofuran and diuron in FIA system using electrochemical sensor modified with organometallic complexes and graphene oxide | |
| Hooshmand et al. | Microfabricated disposable nanosensor based on CdSe quantum dot/ionic liquid-mediated hollow fiber-pencil graphite electrode for simultaneous electrochemical quantification of uric acid and creatinine in human samples | |
| CG et al. | Molecularly imprinted PEDOT on carbon fiber paper electrode for the electrochemical determination of 2, 4-dichlorophenol | |
| Zad et al. | Highly selective determination of amitriptyline using Nafion-AuNPs@ branched polyethyleneimine-derived carbon hollow spheres in pharmaceutical drugs and biological fluids | |
| Castrovilli et al. | Fabrication of a new, low-cost, and environment-friendly laccase-based biosensor by electrospray immobilization with unprecedented reuse and storage performances | |
| Wang et al. | Electrochemical sensor using molecular imprinting polymerization modified electrodes to detect methyl parathion in environmental media | |
| Shan et al. | A molecularly imprinted electrochemical sensor based on Au nanocross-chitosan composites for detection of paraquat | |
| Braik et al. | Development of a perchlorate sensor based on Co-phthalocyanine derivative by impedance spectroscopy measurements | |
| Arduini et al. | Turning fluorescent dyes into Cu (II) nanosensors | |
| Alizadeh et al. | Synthesis and application of different nano-sized imprinted polymers for the preparation of promethazine membrane electrodes and comparison of their efficiencies | |
| Tan et al. | An electrochemical sensor for the determination of phoxim based on a graphene modified electrode and molecularly imprinted polymer | |
| Sun et al. | Controlled assembly of gold nanostructures on a solid substrate via imidazole directed hydrogen bonding for high performance surface enhance Raman scattering sensing of hypochlorous acid | |
| Koh et al. | Electrochemical detection of peroxynitrite using a biosensor based on a conducting polymer− manganese ion complex | |
| Kupis-Rozmysłowicz et al. | Biomimetic membranes based on molecularly imprinted conducting polymers as a sensing element for determination of taurine | |
| Chul Lim et al. | Graphene Quantum Dot‐Doped PEDOT for Simultaneous Determination of Ascorbic Acid, Dopamine, and Uric Acid |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Decisions on the lapse of the protection rights |
Effective date: 20130718 |