PL236904B1 - 2,6-bis([2,2’-bitiofen]-5-ylo)-4-metylo-4-oktylo-ditienosilolpochodna ditienosilolu, sposób jej otrzymywania oraz elektroda enzymatyczna do wykrywania estradiolu w roztworach wodnych - Google Patents
2,6-bis([2,2’-bitiofen]-5-ylo)-4-metylo-4-oktylo-ditienosilolpochodna ditienosilolu, sposób jej otrzymywania oraz elektroda enzymatyczna do wykrywania estradiolu w roztworach wodnych Download PDFInfo
- Publication number
- PL236904B1 PL236904B1 PL426889A PL42688918A PL236904B1 PL 236904 B1 PL236904 B1 PL 236904B1 PL 426889 A PL426889 A PL 426889A PL 42688918 A PL42688918 A PL 42688918A PL 236904 B1 PL236904 B1 PL 236904B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- octyl
- methyl
- bis
- dithienosilol
- bitiophene
- Prior art date
Links
Landscapes
- Heterocyclic Carbon Compounds Containing A Hetero Ring Having Oxygen Or Sulfur (AREA)
- Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)
Abstract
Zgłoszenie dotyczy nowej pochodnej ditienosilolu, którą stanowi - 2,6-bis([2,2'-bitiofen]-5-ylo)-4-metylo-4-oktylo-ditienosilol o wzorze 1, przeznaczonej do modyfikacji urządzeń sensorowych. Zgłoszenie obejmuje też sposób wytwarzania 2,6-bis([2,2'-bitiofen]-5-ylo)-4-metylo-4-oktylo-ditienosilolu o wzorze 1, charakteryzuje się tym, że w pierwszym etapie przeprowadza się reakcję zamknięcia pierścienia tiofenowego poprzez przyłączenie w pozycje ß-, ß' - atomu krzemu podstawionego dwoma różnymi grupami alkilowymi: metylową oraz n-oktylową, tworząc układ trójcykliczny o płaskiej konfiguracji z użyciem 3,3'-dibromo-5,5'-bis(trimetylosililo)-2,2'-bitiofenu, oktylometylodichlorosilanu oraz n-BuLi, następnie przyłącza się brom do 4-oktylo-4-metylo-ditienosilolu w reakcji z NBS w tetrahydrofuranie w temperaturze pokojowej, prowadzonej przez 24 godziny, po czym przeprowadza się reakcję Suzuki 4-oktylo-4-metylo-5,5'-dibromoditienosilolu z 2-([2,2'-bitiofen]-5-ylo)-4,4,5,5-tetrametylo-1,3,2-dioksaborolanem, w inertnej atmosferze azotu, w środowisku mieszaniny rozpuszczalników (toluen/woda/metanol), z użyciem katalizatora palladowego (PdCl2(PPh3)2). Przedmiotem zgłoszenia jest również elektroda enzymatyczna do wykrywania estradiolu w roztworach wodnych, która ma warstwę aktywną w postaci lakazy zimmobilizowanej na powierzchni elektroprzewodzącego filmu otrzymanego z 2,6-bis([2,2'-bitiofen]-5-ylo)-4-metylo-4-oktylo-ditienosilolu.
Description
Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest nowa pochodna ditienosilolu - 2,6-bis([2,2'-bitiofen]-5-ylo)-4-metylo-4-oktylo-ditienosilol, sposób jej otrzymywania oraz jej zastosowanie w elektrodzie enzymatycznej przeznaczonej do wykrywania estradiolu w roztworach wodnych. Urządzenie przeznaczone do detekcji hormonu składa się z elementu biologicznie aktywnego oraz elementu przetwornikowego, przetwarzającego sygnał odebrany przez element receptorowy.
Zgłoszenie patentowe CN107202828 (A) ujawnia fotochemiczny czujnik służący do detekcji estradiolu, oparty na dwuwymiarowym nanocząstkowym materiale nanokompozytowym. Zastosowanie w układzie nanokompozytowego materiału pełni funkcję matrycy dla przeciwciała estradiolowego, stanowiącego podstawę detekcji w pracy czujnika.
Z amerykańskiego zgłoszenia patentowego US2017131298 (A1) znany jest mikroprzepływowy biosensor służący do detekcji estradiolu, w którym podstawę detekcji stanowią sfunkcjonalizowane aptamerami nanocząstki tlenku grafenu pokrywające powierzchnię elektrody pracującej.
Kolejne zgłoszenie CN106324171 (A) dotyczy biosensora służącego do detekcji estradiolu, wykorzystującego polimery z molekularnie odwzorowanymi cząsteczkami, stanowiące podstawę pracy wysoce selektywnego czujnika.
Istotę wynalazku stanowi pochodna ditienosilolu - 2,6-bis([2,2'-bitiofen]-5-ylo)-4-metylo-4-oktyloditienosilol o wzorze 1.
Symetryczne wielopierścieniowe przewodzące układy typu donor-akceptor obecne w strukturze - 2,6-bis([2,2'-bitiofen]-5-ylo)-4-metylo-4-oktylo-ditienosilolu nadają jej właściwości półprzewodnikowe.
Sposób wytwarzania 2,6-bis([2,2'-bitiofen|-5-ylo)-4-metylo-4-oktylo-ditienosilolu o wzorze 1, według wynalazku polega na tym, że w pierwszym etapie przeprowadza się reakcję zamknięcia pierścienia tiofenowego poprzez przyłączenie w pozycje β-, β' - atomu krzemu podstawionego dwoma różnymi grupami alkilowymi: metylową oraz n-oktylową, tworząc układ trójcykliczny o płaskiej konfiguracji. Reakcję tę przeprowadzono z użyciem 3,3'-dibromo-5,5'-bis(trimetylosililo)-2,2'-bitioferiu, oktylometylodichlorosilanu oraz n -BuLi. Kolejnym etapem syntezy było przyłączenie bromu do 4-oktylo-4-metylo-ditienosilolu w reakcji z NBS w tetrahydrofuranie w temperaturze pokojowej, prowadzonej przez 24 godziny. Ostatnim etapem, limitującym wydajność całego procesu syntezy była reakcja Suzuki 4-oktylo-4-metylo-5,5'-dibromoditienosilolu z 2-([2,2'-bitiofen]-5-ylo)-4,4,5,5-tetrametylo-1,3,2-dioksaborolanem, prowadzona w inertnej atmosferze azotu, w środowisku mieszaniny rozpuszczalników (toluen/woda/metanol), z użyciem katalizatora palladowego (PdCl2(PPhs)2).
Elektroda enzymatyczna do wykrywania estradiolu w roztworach wodnych według wynalazku ma warstwę aktywną w postaci lakazy zimmobilizowanej na powierzchni elektroprzewodzącego filmu otrzymanego z 2,6-bis([2,2'-bitiofen]-5-ylo)-4-metylo-4-oktylo-ditienosilolu.
Korzystnie lakaza zimmobilizowana jest jonowo lub elektrostatycznie do grup aktywnych obecnych w przewodzącym materiale pokrywającym elektrodę.
Elektroda enzymatyczna według wynalazku wytworzona jest z ultracienkiego filmu polimerowego o grubości około 550 nm i nadaje się do wykrywania różnych pochodnych estradiolu w roztworach wodnych. Zaletą elektrody enzymatycznej jest jej bardzo duża czułość oraz fakt, że znajduje zastosowanie w badaniu szerokiego zakresu stężeń. Istotna jest również dość długa żywotność zimmobilizowanego biokatalizatora, który zachowuje swoją aktywność katalityczną w ciągu kolejnych kilkudziesięciu cykli reakcyjnych. Enzymatyczna warstwa bioaktywna według wynalazku i powtarzalność otrzymanych wyników oraz różne odpowiedzi czujnika zbudowanego z - 2,6-bis([2,2'-bitiofen|-5-ylo)-4-metylo-4-oktylo-ditienosilolu na różne stężenia hormonu, typują ten materiał do budowy czujników stosowanych między innymi w ochronie środowiska.
Przedmiot wynalazku przedstawiony jest bliżej w przykładach jego wykonania nie ograniczając jego zakresu oraz na wzorze 1 i rysunku na którym:
Fig. 1 przedstawia schemat syntezy 2,6-bis([2,2'-bitiofen]-5-ylo)-4-metylo-4-oktylo-ditienosilolu,
Fig. 2 przedstawia woltamperogram cykliczny procesu elektrochemicznej polimeryzacji 2,6-bis([2,2'-bitiofen]-5-ylo)-4-metylo-4-oktylo-ditienosilolu,
Fig. 3 przedstawia schemat układu pomiarowego (gdzie Ew oznacza elektrodę pracującą, Eo - elektrodę odniesienia, Ep - elektrodę pomocniczą, P - warstwę polimeru, B - enzym).
PL 236 904 B1
P r z y k ł a d 1
Sposób otrzymywania 2,6-bis([2,2'-bitiofen]-5-ylo)-4-metylo-4-oktylo-ditienosilolu o wzorze 1 jest przedstawiony na schemacie. W celu wytworzenia pochodnej ditienosilolu - 2,6-bis([2,2'-bitiofen]-5-ylo)-4-metylo-4-oktylo-ditienosilolu, w kolbie trójszyjnej umieszczono 50 ml toluenu, 10 ml wody destylowanej oraz 10 ml metanolu. Następnie dodano 1,0 g 4-oktylo-4-metylo-5,5’-dibromoditienosilolu (2,10 mmol), 0,578 g węglanu potasu (4,18 mmol), 1,83 g 2-([2,2'-bitiofen]-5-ylo)-4,4,5,5-tetrametylo-1,3,2-dioksaborolanu (6,27 mmol), reakcję prowadzono w atmosferze azotu. Reakcję prowadzono w temperaturze pokojowej przez około 10 minut po czym dodano 0,29 g PdCl2(PPhs)2 (0,418 mmol). Proces kontynuowano w temperaturze 85°C przez 24 godziny, kontrolując jego przebieg za pomocą TLC. Reakcję zakończono przez zatężenie mieszaniny na wyparce obrotowej. Następnie dodano 50 ml octanu etylu oraz 20 ml wody destylowanej i przeprowadzono ekstrakcję. Fazę wodną ekstrahowano trzykrotnie chloroformem. Warstwy organiczne wysuszono bezwodnym siarczanem magnezu, nadmiar rozpuszczalnika odparowano na wyparce próżniowej, a otrzymany produkt oczyszczano na kolumnie chromatograficznej stosując heksan jako eluent. Otrzymano 0,50 g produktu (4), w postaci pomarańczowego oleju, z wydajnością 37%.
Dane spektralne: 1H NMR (600 MHz; CDCI3, δ): 7.49 (dd, J =1.8 Hz, J =7.8 Hz, 1H, arom. H), 7.36-7.32 (m, 1H, arom. H), 7.25 (dd, J = 1.2 Hz, J = 5.4 Hz, 2H, arom. H). 7.20 (dd, J = 1.2 Hz, J = 3.6 Hz, 2H, arom. H), 7.18 (s, 1H, arom. H), 7.12 (d, J =3.6 Hz, 2H, arom. H), 7.09 (d, J = 3.6 Hz, 1H, arom. H), 7.06 (dd, J =3.6 Hz, J = 5.4 Hz, 2H, arom. H), 1.39-1.27 (m, 12H, CH2), 1.08 (t, J = 7.8 Hz, 2H, CH2), 0.92 (t, J =7.2 Hz, 3H, CH3), 0.47 (s, 3H, CH3).
13C NMR (600 MHz; CDCl3, δ): 140.81, 139.38, 138.21, 137.60, 129.37, 127.92, 127.86, 126.27, 125.43, 124.43, 124.01, 123.90, 33.12, 31.88, 29.24, 29.20, 24.36, 24.12, 22.68, 14.11.
Proces elektropolimeryzacji prowadzono w układzie trójelektrodowym złożonym z elektrody pracującej wykonanej z węgla szklistego o powierzchni 3,14 mm2, platynowej elektrody pomocniczej oraz chlorosrebrowej elektrody odniesienia (Ag/AgCl). Pomiary wykonano na aparacie POSTAT 128N AUTOLAB. Film polimerowy otrzymano na drodze woltamperometrii cyklicznej (10 cykli pomiarowych) 1 mM roztworu monomeru w zakresie potencjału 0-1,5 V względem Ag/AgCl. 0,1 M roztwór tetrabutyloheksafluorofosforanu amonu (Bu4NPF6) w dichlorometanie został użyty jako elektrolit pomocniczy. Szybkość skanowania wynosiła 50 mV/s.
P r z y k ł a d 2
Elektroda enzymatyczna zawierająca lakazę zimmobilizowaną jonowo w elektroprzewodzącym materiale wytworzonym z 2,6-bis([2,2'-bitiofen]-5-ylo)-4-metylo-4-oktylo-ditienosiloIu (P) powstała w wyniku depozycji lakazy na elektrodzie wykonanej z węgla szklistego (GCE) modyfikowanej materiałem przewodzącym (P). Proces depozycji białka (B) na modyfikowanej elektrodzie platynowej prowadzono za pomocą adsorpcji fizycznej i sieciowania kowalencyjnego w buforze fosforanowym o pH 7,0 w czasie co najmniej 120 minut. Następnie biosensor białkowy według wynalazku wprowadzono do naczynia pomiarowego, o pojemności 10 ml zaopatrzonego w układ trzech elektrod: elektrody chlorosrebrowej jako elektrody referencyjnej (Eo), elektrody wykonanej z węgla szklistego jako elektrody pracującej (Ew) oraz platynowej elektrody pomocniczej (Ep). Pomiary przeprowadzono w warunkach tlenowych metodą pulsowo-różnicową DPV wobec szerokiego zakresu stężenia estradiolu (0,1-200 μM w buforze fosforanowym o pH 7,0) przepuszczając przez badany roztwór prąd w zakresie potencjału -0,5-0,5 V. Zmiany natężenia prądu notowano przy użyciu galwanostatu/potencjostatu PGSTAT 128N AUTOLAB. Układ pomiarowy w trakcie procesu zmieniał sygnał chemiczny na mierzalny sygnał amperometryczny.
Z przeprowadzonych badań wynika, że obecność materiału zbudowanego z - 2,6-bis([2,2'-bitiofen]-5-ylo)-4-metylo-4-oktylo-ditienosilolu ze względu na mediacyjny charakter elektroprzewodzącego układu, usprawnia transport elektronów, przez co znacznie poprawia aktywność katalityczną unieruchomionego białka.
P r z y k ł a d 3
Elektroda enzymatyczna wytworzona tak jak w przykładzie 2, z tą różnicą, że lakaza zimmobilizowana jest elektrostatycznie w elektroprzewodzącym materiale wytworzonym z 2,6-bis([2,2'-bitiofen]-5-ylo)-4-metylo-4-oktylo-ditienosilolu.
Claims (5)
- Zastrzeżenia patentowe1. Pochodna ditienosilolu, którą stanowi - 2,6-bis([2,2'-bitiofen]-5-ylo)-4-metylo-4-oktylo-ditienosilol o wzorze 1.
- 2. Sposób wytwarzania - 2,6-bis([2,2'-bitiofen]-5-ylo)-4-metylo-4-oktylo-ditienosilolu o wzorze 1, znamienny tym, że w pierwszym etapie przeprowadza się reakcję zamknięcia pierścienia tiofenowego poprzez przyłączenie w pozycje β-, β' - atomu krzemu podstawionego dwoma różnymi grupami alkilowymi: metylową oraz n-oktylową, tworząc układ trójcykliczny o płaskiej konfiguracji z użyciem 3,3’-dibromo-5,5’-bis(trimetylosililo)-2,2'-bitiofenu, oktylometylodichlorosilanu oraz n -BuLi, następnie przyłącza się brom do 4-oktylo-4-metylo-ditienosilolu w reakcji z NBS w tetrahydrofuranie w temperaturze pokojowej, prowadzonej przez 24 godziny, po czym przeprowadza się reakcję Suzuki 4-oktylo-4-metylo-5,5'-dibromoditienosilolu z 2-([2,2'-bitiofen]-5-ylo)-4,4,5,5-tetrametylo-1,3,2-dioksaborolanem, w inertnej atmosferze azotu, w środowisku mieszaniny rozpuszczalników (toluen/woda/metanol), z użyciem katalizatora palladowego (PdCl2(PPh3)2).
- 3. Sposób według zastrz. 2 znamienny tym, że otrzymany produkt w postaci - 2,6-bis([2,2'-bitiofen]-5-ylo)-4-metylo-4-oktylo-ditienosilolu o wzorze 1 oczyszcza się na kolumnie chromatograficznej.
- 4. Elektroda enzymatyczna do wykrywania estradiolu w roztworach wodnych znamienna tym, że ma warstwę aktywną w postaci lakazy zimmobilizowanej na powierzchni elektroprzewodzącego filmu otrzymanego z 2,6-bis([2,2'-bitiofen]-5-ylo)-4-metylo-4-oktylo-ditienosilolu.
- 5. Elektroda enzymatyczna według zastrz. 4, znamienna tym, że lakaza zimmobilizowana jest jonowo lub elektrostatycznie do grup aktywnych obecnych w przewodzącym materiale pokrywającym elektrodę.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL426889A PL236904B1 (pl) | 2018-09-05 | 2018-09-05 | 2,6-bis([2,2’-bitiofen]-5-ylo)-4-metylo-4-oktylo-ditienosilolpochodna ditienosilolu, sposób jej otrzymywania oraz elektroda enzymatyczna do wykrywania estradiolu w roztworach wodnych |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL426889A PL236904B1 (pl) | 2018-09-05 | 2018-09-05 | 2,6-bis([2,2’-bitiofen]-5-ylo)-4-metylo-4-oktylo-ditienosilolpochodna ditienosilolu, sposób jej otrzymywania oraz elektroda enzymatyczna do wykrywania estradiolu w roztworach wodnych |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL426889A1 PL426889A1 (pl) | 2019-03-25 |
| PL236904B1 true PL236904B1 (pl) | 2021-02-22 |
Family
ID=65799977
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL426889A PL236904B1 (pl) | 2018-09-05 | 2018-09-05 | 2,6-bis([2,2’-bitiofen]-5-ylo)-4-metylo-4-oktylo-ditienosilolpochodna ditienosilolu, sposób jej otrzymywania oraz elektroda enzymatyczna do wykrywania estradiolu w roztworach wodnych |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| PL (1) | PL236904B1 (pl) |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102574867B (zh) * | 2010-01-30 | 2013-10-02 | 海洋王照明科技股份有限公司 | 含杂环醌型噻吩有机光电材料、其制备方法和应用 |
| CN102190680B (zh) * | 2010-03-09 | 2014-06-25 | 海洋王照明科技股份有限公司 | 含硅噻吩有机光电材料、其制造方法和应用 |
| RU2624820C2 (ru) * | 2014-07-09 | 2017-07-07 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт синтетических полимерных материалов им. Н.С. Ениколопова РАН (ИСПМ РАН) | Донорно-акцепторные сопряженные молекулы и способ их получения |
-
2018
- 2018-09-05 PL PL426889A patent/PL236904B1/pl unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL426889A1 (pl) | 2019-03-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Bolat et al. | Molecularly imprinted electrochemical impedance sensor for sensitive dibutyl phthalate (DBP) determination | |
| Kor et al. | Development and characterization of an electrochemical sensor for furosemide detection based on electropolymerized molecularly imprinted polymer | |
| Luo et al. | Urea biosensor based on PANi (urease)-Nafion®/Au composite electrode | |
| Sekli-Belaidi et al. | Voltammetric microsensor using PEDOT-modified gold electrode for the simultaneous assay of ascorbic and uric acids | |
| Wang et al. | Simultaneous electrochemical determination of ascorbic acid, dopamine and uric acid using poly (tyrosine)/functionalized multi-walled carbon nanotubes composite film modified electrode | |
| Spychalska et al. | Electrochemical biosensor for detection of 17β-estradiol using semi-conducting polymer and horseradish peroxidase | |
| Wenjuan et al. | Electrogenerated trisbipyridyl Ru (II)-/nitrilotriacetic-polypyrene copolymer for the easy fabrication of label-free photoelectrochemical immunosensor and aptasensor: Application to the determination of thrombin and anti-cholera toxinantibody | |
| Chitravathi et al. | Simultaneous electrochemical determination of dopamine and ascorbic acid using poly (l-serine) modified carbon paste electrode | |
| Pan et al. | Novel amperometric sensor using metolcarb-imprinted film as the recognition element on a gold electrode and its application | |
| Thomas et al. | Poly (Rhodamine B) modified carbon paste electrode for the selective detection of dopamine | |
| Lee et al. | Triggering the redox reaction of cytochrome c on a biomimetic layer and elimination of interferences for NADH detection | |
| Karagollu et al. | Phosphate ion sensors based on triazole connected ferrocene moieties | |
| Buica et al. | Films of poly (4-azulen-1-yl-2, 6-bis (2-thienyl) pyridine) for heavy metal ions complexation | |
| Grygołowicz-Pawlak et al. | Studies on ferrocene organothiol monolayer as an intermediate phase of potentiometric sensors with gold inner contact | |
| Saravanan et al. | p-tert-Butylcalix [4] arene core based ferrocenyl dendrimers: Novel sensor for toxic Hg2+ ion even in presence of Zn2+, Cu2+ and Ag+ ions | |
| WO1995011449A1 (en) | Sensors for neutral molecules | |
| Bobacka et al. | Chemical sensors based on conducting polymers | |
| Chen et al. | Fabrication of a molecularly imprinted polymer sensor by self-assembling monolayer/mediator system | |
| Raoof et al. | Carbon paste electrode incorporating multi-walled carbon nanotube/ferrocene as a sensor for the electroanalytical determination of N-acetyl-L-cysteine in the presence of tryptophan | |
| Gu et al. | Catalytic amplification based on hole-transporting materials as efficient metal-free electrocatalysts for non-enzymatic glucose sensing | |
| KR101992774B1 (ko) | 효소 기반 바이오센서의 전자전달매개체 | |
| Hamid et al. | Electrochemical preparation and electrical characterization of polyaniline as a sensitive biosensor | |
| Xie et al. | Multi-channel detection of dopamine and glucose utilizing graphene field effect transistor electrochemical sensor and efficient data fusion algorithm | |
| Kousseff et al. | Single‐Component Electroactive Polymer Architectures for Non‐Enzymatic Glucose Sensing | |
| Mouffouk et al. | Electrosynthesis and characterization of biotin-functionalized poly (terthiophene) copolymers, and their response to avidin |