Нано- и супрамолекулярные системы в оптических, пьезоэлектрических сенсорах и тест-методах анализа

Русанова, Татьяна Юрьевна

Нано- и супрамолекулярные системы в оптических, пьезоэлектрических сенсорах и тест-методах анализа тема автореферата и диссертации по химии, 02.00.02 ВАК РФ

Русанова, Татьяна Юрьевна АВТОР

доктора химических наук УЧЕНАЯ СТЕПЕНЬ

Саратов МЕСТО ЗАЩИТЫ

2009 ГОД ЗАЩИТЫ

02.00.02 КОД ВАК РФ

Диссертация по химии на тему «Нано- и супрамолекулярные системы в оптических, пьезоэлектрических сенсорах и тест-методах анализа»

Автореферат диссертации на тему "Нано- и супрамолекулярные системы в оптических, пьезоэлектрических сенсорах и тест-методах анализа"

OÜ34878D8

На правах рукописи

Русанова Татьяна Юрьевна

НАНО- И СУПРАМОЛЕКУЛЯРНЫЕ СИСТЕМЫ В ОПТИЧЕСКИХ, ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕНСОРАХ И ТЕСТ-МЕТОДАХ АНАЛИЗА

02.00.02 - Аналитическая химия

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора химических наук

1 О ДЕН 2009

Саратов 2009

003487808

Работа выполнена на кафедре аналитической химии и химической экологии Института химии Саратовского государственного университета им. Н.Г. Чернышевского

Научный консультант: доктор химических наук, профессор

Штыков Сергей Николаевич

Официальные оппоненты: доктор химических наук, профессор

Амелин Василий Григорьевич доктор химических наук, профессор Гусакова Наталия Николаевна доктор химических наук, доцент Проскуриин Михаил Алексеевич

Ведущая организация: ГОУ ВПО «Казанский государственный

университет им. В.И. Ульянова-Ленина»

Защита состоится 29 декабря 2009 г. в 14 часов на заседании Диссертационного совета Д 212.243.07 при Саратовском государственном университете им. Н.Г. Чернышевского по адресу: 410012, г. Саратов, ул. Астраханская 83, корн. I, Институт химии СГУ.

С диссертацией можно ознакомиться в Научной библиотеке Саратовского государственного университета им. Н.Г.Чернышевского.

Автореферат разослан «25» ноября 2009 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор химических наук, профессор

В.В.Сорокин

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы

В настоящее время особо актуальным является создание малогабаритных и недорогих аналитических устройств сенсорного типа для экспрессного определения химических соединений в промышленных и природных объектах. Минимум пробоподготовки или ее полное отсутствие, быстрота получения аналитической информации, нетребовательность к квалификации работника делает разработку сенсорных устройств и чувствительных элементов к ним одним из наиболее перспективных направлений аналитической химии на сегодняшний день и в ближайшем будущем. Однако узкие области функционирования и небольшой ассортимент доступного сенсорного оборудования, невысокая чувствительность и избирательность современных образцов, а также высокая цена на них и их зарубежные аналоги требует разработки новых подходов к созданию недорогих экспрессных сенсорных устройств, главной составляющей которых является чувствительный элемент на основе иммобилизованного на твердой подложке аналитического реагента (молекулы-рецептора). Современные тенденции развития сенсорных устройств все более тяготеют к усложнению их инструментальной базы, что не всегда удовлетворяет заказчиков и потребителей из-за резкого повышения стоимости аналитических услуг. Альтернативное направление может быть основано на использовании супрамолекулярной химии (молекул-рецепторов, действующих по принципу "гость-хозяин", комплексов антиген-антитело) и нанотехнологий (золь-гель (ЗГ) и Ленгмюра-Блоджетт (ЛБ)) при формировании чувствительного слоя сенсора или тест-системы, позволяющих направленно изменять аналитические параметры реакций определения веществ в различных природных и промышленных объектах.

Системные и комплексные физико-химические и аналитические исследования, направленные на выявление фундаментальных факторов, определяющих эффективность применения нано- и супрамолекулярных систем в химических сенсорах, в настоящее время отсутствуют. Основой таких исследований должно быть выявление связи между физико-химическими свойствами таких систем и обусловленными ими аналитическими эффектами, что позволит выработать более четкие критерии, позволяющие перейти от эмпирического подбора к направленному применению данных систем в химических сенсорах.

Таким образом, развитие научных основ применения нанотехнологий и супрамолекулярных систем в химических сенсорах (оптических и пьезоэлектрических) и тест-методах для направленного изменения химико-аналитических свойств органических реагентов является актуальной проблемой аналитической химии.

Цепью работы являлась разработка методологии создания и применения в анализе чувствительных слоев оптических и пьезоэлектрических сенсоров и тест-средств на основе нано- и супрамолекулярных систем.

Для достижения цели требовалось решить следующие задачи:

• исследовать свойства монослоев индивидуальных днфильных веществ и их смесей с аналитическими реагентами (кислотно-основными индикаторами, органическими люминофорами, алкшшрованными производными каликс[4]аренов и каликс[4]резорцинаренов) на границе раздела фаз воздух/вода и выявить факторы, влияющие на характеристики монослоев и их перенос на твердые подложки;

• разработать подходы к получению чувствительных слоев сенсоров на основе наноразмерных пленок Ленгмюра-Блоджетт, содержащих различные аналитические реагенты;

■ изучить спектральные, протолитические и комплексообразующие свойства аналитических реагентов, иммобилизованных в наноразмерные пленки, и выявить их особенности в сравнении со свойствами в растворах и пленках, полученных традиционными способами;

• оценить возможности использования сигнала фосфоресценции иммобилизованных люминофоров при комнатной температуре для детектирования пирена, кислорода и тяжелых металлов;

• получить нанопористые золь-гель материалы, содержащие аналитические реагенты и оценить возможности их применения в анализе;

• найти подходы к модификации пьезоэлектрических датчиков, основанные на применении наноразмерных пленок, содержащих синтетические (калике [4]арены и каликс[4]резорцинарены) и природные (антитела, фрагменты ДНК) молекулы-рецепторы;

• исследовать аналитические свойства супрамолекулярных комплексов "антиген-антитело", образующихся в наноразмерных и наиопористых структурах;

• предложить направления практического применения разработанных сенсоров и тест-систем для определения органических и неорганических веществ в различных объектах.

Методы и объекты. Для решения поставленных в работе задач применяли комплекс физико-химических методов исследования: пьезокварцевое микровзвешивание, спектроскопия в УФ-, видимой- и ИК-диапазонах, флуориметрия и фосфориметрия, термогравиметрия, потенциометрия, регистрация изотерм поверхностное давление - площадь, приходящаяся на молекулу в монослое, эллипсометрия, атомно-силовая микроскопия, масс-спектрометрия, жидкостная хроматография, иммуно-химические методы анализа. Объектами определения явились полициклические ароматические углеводороды, микотоксины, кислород, тяжелые металлы, легколетучие органические соединения, фрагменты ДНК.

В работе применяли следующие наносистемы: ленгмюровские монослои на границе раздела фаз воздух/вода, пленки Ленгмюра-Блоджетт, самоорганизованные слои полиэлектролитов и тиолов, нанопористые материалы, полученные по золь-гель технологии и на основе биополимеров, комплексы антиген-антитело, комплексы "гость-хозяин" на основе каликс[4]аренов и каликс[4]резорцинаренов, мицеллы поверхностно-активных веществ. Образование всех указанных систем происходило за счет эффектов самоорганизации, имеющих супрамолекулярную природу.

Научная новизна

• Предложен методологический подход к совершенствованию оптических и пьезоэлектрических сенсоров, тест-методов, основанный на использовании нанотехнологий и супрамолекулярных эффектов.

• Исследованы монослои на границе раздела фаз воздух/вода, содержащие широкий круг аналитических реагентов; выявлены факторы, влияющие на их свойства и перенос на твердые подложки. Предложен способ модификации твердых подложек методом полиионного наслаивания, увеличивающий эффективность переноса ленгмюровских монослоев.

• Предложен подход к иммобилизации гидрофильных аналитических реагентов в пленки Ленгмюра-Блоджетт, основанный на использовании гидрофобных ионных ассоциатов с поверхностно-активными веществами.

золь-гель; предложены подходы к регулированию и расширению определяемого интервала кислотности среды с использованием оптических сенсоров, основанные на варьирование метода иммобилизации и природы матрицы пленки ЛБ.

• Получен сигнал фосфоресценции молекул пирена при комнатной температуре (ФКТ) в пленке на основе арахиновой кислоты в присутствии "тяжелых" атомов свинца, который применен для определения малых концентраций кислорода в газовых средах.

• Разработаны новые способы иммобилизации антител на поверхности пьезоэлектрических датчиков, основанные на использовании технологии Ленгмюра-Блоджетт и метода полиионного наслаивания.

• Расширены возможности золь-гель материалов с иммобилизованными антителами в иммуноаффинной пробоподготовке на примере извлечения и концентрирования пирена из водных объектов.

• Развито одно из направлений твердофазных иммунохимических методов анализа, основанное на сочетании иммуноаффинного концентрирования с иммуноферментным (или пьезоэлектрическим) детектированием.

Практическая значимость работы

Разработаны способы формирования наноразмерных пленок с аналитическими реагентами (в том числе биомолекулами), отличающиеся оптимальной толщиной, структурной однородностью, воспроизводимостью получения и упорядоченным расположением функциональных групп.

Определены основные направления прикладного использования нанотехнологий и супрамолекулярных систем в химических сенсорах и тест-методах анализа, заключающиеся в:

- увеличении чувствительности, воспроизводимости и уменьшении времени отклика пьезоэлектрических сенсоров для определения нитроалканов и органических легколетучих соединений в газовых средах;

- расширении и регулировании интервала определяемых рН с использованием оптических сенсоров;

- новых биоспецифических способах определения веществ, характеризующихся быстротой, возможностью внелабораторного применения, высокой чувствительностью, а именно: пирена в водных средах (с пределом обнаружения 0,07 нг/мл и максимальной по1решностью не более 15 %); охратоксина А в вине и кормах для животных на уровнях, соответствующих европейскому и российскому законодательству; гена, кодирующего усиленный

зеленый флуоресцирующий белок, что может применяться для контроля генного допинга;

- способе концентрирования пирена из водных объектов, отличающимся специфичностью и высоким значением фактора концентрирования.

Проведена апробация разработанных методик на конкретных объектах: пищевые продукты, корма для животных, объекты окружающей среды, технологические растворы.

На защиту автор выносит:

• Способы формирования наноразмерных чувствительных слоев оптических, пьезоэлектрических сенсоров и нанопористых материалов, содержащих различные виды аналитических реагентов, подходы к иммобилизации антител на поверхность электродов пьезокварца, основанные на супрамолекулярном эффекте самосборки и использовании нанотехнологий.

• Результаты определения физико-химических характеристик аналитических реагентов, иммобилизованных в наноразмерные пленки, полученные по технологии Ленгмюра-Блоджетг и нанопористые структуры, полученные по золь-гель технологии.

• Подходы к регулированию и расширению интервала определения кислотности среды с использованием оптических сенсоров, основанные на варьировании метода иммобилизации индикатора и матрицы пленки.

• Пьезоэлектрические сенсоры для определения пирена, гена, кодирующего усиленный зеленый флуоресцирующий белок, легколетучих органических соединений, и оптические сенсоры кислотности среды.

• Иммуноаффинные материалы на основе супрамолекулярных систем "антиген-антитело" для концентрирования пирена из водных растворов и тест-устройство для определения охратоксина А в красном вине и кормах для животных

Апробация результатов исследования

Работа частично выполнена в рамках следующих научных проектов: (1) РФФИ, проект № 97-03-33393 "Микрогетерогенные организованные среды на основе супра- и надмолекулярных систем в аналитической химии" (19971999 гг.); (2) РФФИ, проект № 01-03-32649 "Самоорганизующиеся супрамолекулярные системы в аналитической химии" (2001-2003 гг.); (3) РФФИ, проект для молодых ученых № 02-03-06292-мас "Организованные супрамолекулярные системы на твердых подложках" (2002 г.); (4) РФФИ, проект № 04-03-32946 "Развитие стратегии применения нанореакторов на

основе организованных сред в химическом анализе" (2004-2006 гг.) (5) Минобразования России, проект № 97-0-9.5-40 "Особенности переноса энергии возбуждения молекул в организованных микрогетерогенных средах и их использование в люминесцентном анализе полиароматических углеводородов" (1997-2000 гг.); (6) Минобразования России, проект № Е00-5.О-253 "Концепция селективного люминесцентного определения веществ, основанная на использовании переноса энергии электронного возбуждения в организованных средах" (2001-2002 гг.); (7) Минобразования России, проект № Е02-5.0-65. "Супрамолекулярные ансамбли на основе ПАВ и молекул-рецепторов для создания химических сенсоров на основе биополимеров, золь-гель- и ЛБ-технологий" (2003-2004 гг.); (8) Минобразования России, проект № 45166 "Создание новых наноструктурных материалов и композитов с заданными физико-химическими, аналитическими и биологическими свойствами" (2005 г.); (9) Минобразования России, проект № 45432 "Наноразмерные супрамолекулярные системы в концентрировании и люминесцентном определении природных и техногенных экотоксикантов" (2005 г.); (10) Федерального агентства по науке и инновациям, проект № 2007-3-1.3-28-01-229 "Создание мембран и каталитических систем на основе нанотехнологий, наносистем и принципов самосборки" (2007 г.); (11) РФФИ, проект № 08-0300725 "Наносистемы и принципы супрамолекулярной химии в химическом анализе" (2008-2010 гг.).

С.И. Вавилова (Москва, 2001), Питтсбургских конференциях по аналитической химии и прикладной спектроскопии (P1TTCON 2001, PITTCON 2002, Новый Орлеан, США), региональной конференции "Черкесовские чтения: Проблемы аналитической химии" (Саратов, 2002), II Международном симпозиуме "Molecular design and synthesis of supramolecular architectures" (Казань, 2002), XVI Европейской конференции "Chemistiy at Interfaces" (Владимир, 2003), Международном Форуме "Аналитика и аналитики" (Воронеж, 2003), II Всероссийском симпозиуме "Тест-методы химического анализа" (Саратов, 2004), IV Международной конференции "Химия высокоорганизованных веществ и научные основы нанотехнологии" (С.-Петербург, 2004), Международной конференции "Physico-chemical foundations of high technologies of XXIst century" (Москва, 2005), Международной конференции "Analytical chemistiy and chemical analysis" (Киев, 2005), III и IV международных конференциях "Супрамолекулярные системы в химии и биологии" (Туапсе, 2006, 2008), Международном конгрессе по аналитическим наукам (ICAS, Москва, 2006), Международной конференции "Modern physical chemistry for advanced materials" (Харьков, Украина, 2007), Менделеевском съезде по общей и прикладной химии (Москва, 2007), II Всероссийской конференции по аналитической химии с международным участием (к юбилею академика Ю.А. Золотова) "Аналитика России - 2007" (Краснодар, 2007), рабочем совещании Workshop Bilateral Scientific Cooperation Flanders-Russia "Express immunochemical detection techniques for food and water" (Гент, Бельгия, 2007), VII Украинской конференции по аналитической химии с международным участием (Одесса, Украина, 2008), Международном рабочем совещании "Nanoparticles, nanostructured coatings and microcontainers: technology, properties, application" (Саратов, 2009), VII Всероссийской конференции по анализу объектов окружающей среды "Экоаналитика-2009" (Йошкар-Ола, 2009).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 25 статей в журналах (в том числе 20 статей в журналах, входящих в перечень ВАК), 24 статьи в сборниках научных трудов, 2 учебных пособия, 75 тезисов докладов, получено 4 патента РФ.

Личный вклад автора заключается в теоретическом обосновании проблемы, постановке и решении основных задач исследования, обработке и интерпретации экспериментальных результатов.

В диссертации изложены результаты исследований, выполненных автором лично, а также дипломниками и аспирантом, работавшими под

руководством и соруководством автора. Личный вклад автора в работы, выполненные в соавторстве и включенные в диссертацию, состоит в разработке подходов к использованию нанотехнологий для создания сенсоров, прогнозировании путей управления метрологическими характеристиками сенсоров, обосновании основных направлений их практического применения, а также систематизации, обобщении и анализе полученных результатов.

Объем и структура работы. Диссертация изложена на 320 страницах машинописного текста, включая введение, 9 глав, выводы, список цитируемой литературы (440 источников), приложение и список сокращений. В работе содержится 55 таблиц и 110 рисунков.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В первой главе проанализированы примеры применения нанотехнологий Ленгмюра-Блоджетт и золь-гель, а также супрамолекулярных систем на основе каликс[п]аренов и антител в химических сенсорах и тест-системах.

Технология ЛБ заключается в последовательном многократном переносе организованных монослоев с поверхности жидкой субфазы на твердую подложку. К достоинствам этой технологии относятся: возможность точного контроля толщины пленки и пространственной упорядоченности молекул, высокое отношение активной поверхности к объему, подобие микрогетерогенной среды в пленке активным центрам ферментов и клеточных биомембран, ее простота и экономичность, универсальность используемых твердых подложек.

Золь-гель технология позволяет иммобилизовать аналитический реагент в нанопоры определенного размера, тем самым регулируя диффузию компонентов определяемой смеси, а также обеспечивая защиту биомолекул от деградации.

Применение молекул-рецепторов с трехмерной полостью строго определенного размера, образующих комплексы "гость-хозяин", или антител, образующих комплексы с соответствующим антигеном, обеспечивает высокую селективность сенсорного слоя. Сочетание этих супрамолекулярных систем с методом пьезокварцевого микровзвешивания обеспечивает непосредственное детектирование аналита в сложных смесях без применения пробоподготовки.

Указанные возможности нанотехнологий и супрамолекулярных взаимодействий позволяют направленно изменять молекулярную архитектуру

аналитической системы и тем самым влиять на свойства чувствительных слоев сенсоров и тест-средств.

Глава 2. Монослои и пленки Ленгмюра-Блоджегг, содержащие кислотно-основные и люминесцентные индикаторы

В качестве аналитических реагентов для иммобилизации в пленки Ленгмюра-Блоджетт нами выбраны кислотно-основные индикаторы ряда азосоединений (метиловый оранжевый (МО), конго красный (КК), бензопурпурин (БП)), и органические люминофоры (родамин 200В (Р200В), родамин Б, пирен и пиренбутановая кислота). Все эти вещества не являются дифильными и не образуют стабильный мономолекулярный слой на поверхности водной субфазы. Поэтому для получения монослоев и пленок Ленгмюра-Блоджетт, содержащих данные реагенты, использовали дифильные матрицы, способные удерживать реагент на границе раздела фаз: жирные кислоты (стеариновую, арахиновую (АК) и бегеновую), октадециламин, дифильные полимеры (соль полиамидокислоты (сПАК), алкилированные гидроксипропилцеллюлозу (ГПЦ) и полиглутамат). Для выбора оптимальных условий формирования упорядоченных и стабильных пленок на поверхности сенсоров исследовали поведение как индивидуальных монослоев дифильных матриц на границе раздела фаз воздух/вода, так и их смешанных монослоев с аналитическими реагентами. Методом регистрации изотермы сжатия (зависимости поверхностного давления (я) монослоя от площади, приходящейся на одну молекулу в монослое (А)), изучали влияние следующих факторов: химического состава и рН субфазы, концентрации и объема раствора вещества, вносимого на поверхность субфазы, природы растворителя и температуры.

На рис. 1-3 представлены примеры типичных изотерм сжатия монослоев, содержащих аналитические реагенты. При совместимости матрицы и реагента и образовании стабильного смешанного монослоя форма изотермы сжатия сохраняется, незначительно понижается давление коллапса, Дколлап«, монослоя, увеличивается значение предельной площади, приходящейся на молекулу в монослое, А0 (рис.1). Такое поведение наблюдалось для смешанных монослоев азокрасителей с жирными кислотами и сПАК, а также пирена и пиренбутановой кислоты с жирными кислотами. При использовании в качестве матрицы алкилированной ГПЦ реагенты вытеснялись из монослоя при его сжатии, что приводило к изменению формы изотермы (рис. 2).

Рис. 1. Изотермы сжатия монослоя АК (1) и смешанных монослоев АК : пирен в соотношении 2:1 (2), 1:1(3), 1:2 (4)

400

Рис. 2. Изотермы сжатия монослоя ГПЦ(1) и смешанного монослоя ГПЦ: МО в соотношении 1:1 (2)

В случае родаминовых красителей стабильные смешанные монослои ни с одной из исследованных матриц не образовывались. Для повышения гидрофобности вводимого функционального соединения нами предложено использовать принцип образования гидрофобного ионного ассоциата красителя с ионогенным ПАВ, например, с катионами цетилтриметиламмония (ЦТА) или октадецилпиридиния. Этот прием позволил получить стабильный монослой на поверхности водной субфазы (рис. 3).

На основе анализа изотерм сжатия установлены оптимальные параметры получения стабильных монослоев, содержащих аналитические реагенты, и их переноса на твердые подложки в виде пленок Ленгмюра-Блоджетт, содержащих число монослоев, необходимое для достижения максимального аналитического эффекта (табл. 1). В качестве подложек использовали кварцевые или стеклянные пластины (для последующего использования в оптических сенсорах) и пьезокварцевые резонаторы (пьезоэлектрические сенсоры).

Рис. 3. гс-А изотермы (а) и зависимости площади монослоя от времени (б) для монослоев: 1 - сПАК; 2- сПАК: Р200В : ЦТА (2:1:1); 3 - сПАК: Р200В : ЦГА (3:1:1); 4- сПАК : Р200В : ЦТА (4:1:1); 5 - сПАК: Р200В (2 :1)

Таблица 1. Оптимальные условия получения и характеристика пленок ЛБ, содержащих исследуемые реагенты

соотно- тип

Реагент Матрица шение M : R ^нанесения, мН/м РН пленки при опускании подложки при поднимании подложки

Родамин 200В* сПАК 3:1 25 5-7 У 0,9±0,2 1,1+0,2

Родамин Б* сПАК 3:1 25 5-7 У 0,9±0,1 1,0±0,1

Пирен арахиновая кислота 2:1 20 6,8-7,0 У 1,0±0,1 1,0±0,1

Пиренбута- новая кислота арахиновая кислота 2:1 20 6,8-7,0 У 1,0±0,1 1,0±0,1

Метиловый оранжевый сПАК 2:1 30 5-7 г 0,2+0,1 1,1+0,2

Конго арахиновая кислота 2:1 23 3-4 У 1,1+0,2 1,0±0,2

красный сПАК 2:1 30 5-7 г 0,10±0,05 1,0±0,2

Бензо- арахиновая кислота 2:1 23 3-4 У 1,0±0,1 0,9±0,1

пурпурин сПАК 2:1 30 5-7 г 0,10±0,05 1,0+0,1

* ионный ассоциат красителя с хлоридом октадецилпиридиния

Эффективность нанесения и тип пленок оценивали по коэффициенту переноса Кперя)0а1 = AS/S„, где AS — уменьшение площади поверхности рабочей зоны в ленгмюровской ванне при прохождении подложки сквозь монослой при Тщнеспш« ~ const; S, — площадь поверхности подложки, на которую переносится монослой. Толщину и качество полученных пленок ЛБ контролировали методами эллипсометрии, атомно-силовой микроскопии (АСМ), абсорбционной спектроскопии и пьезокварцевого микровзвешивания.

Глава 3. Монослои и пленки Ленгмюра-Блоджетт на основе каликс[4]аренов и каликс[4]резорцинаренов

Вторым типом иммобилизованных аналитических реагентов являлись синтетические молекулы-рецепторы, способные образовывать комплексы "гость-хозяин" с различными ионами и органическими соединениями: дифильные производные полиоксиэтилированных каликс[4]аренов (КА 1-4) и аминометилированных каликс[4]резорцинаренов (КРА 1-4):

М(СНз)2-

сн2

CgH ig J 4 cyclic КРА-1

С9Н19 t •

СНг— 0(СНгСН20)„Н

n=8-KA-l n=16 —KA-3

4, cyclic

n=12 - KA-2 n=20 - KA-4

4, cycic

xx;

СбН13

4, cyclic

<p'3 реи,

R=CH2N-CH2-CH

4och3

4, cyclic KPA-4

Эти соединения образовывали стабильные монослои на поверхности водной субфазы и выполняли двойную функцию - дифильной матрицы и чувствительного рецепторного слоя. Параметры монослоев КА и КРА (А0, ^коллапса« сжимаемость К) и выбранные оптимальные давления переноса (лпереноса) монослоев на твердые подложки представлены в табл. 2.

Таблица 2. Параметры монослоев на основе молекул-рецепторов

Вещество Ао, нмг Я»оллалса> МН/м К-103, м/мН ^переноса» МН/м

КРА-1 1,56±0,08 45±3 9,0±0,4 22

КРА-2 1,79±0,07 41±2 8,2±0,3 20

КРА-3 1,94±0,08 47±3 5,3+0,4 25

КРА-4 1,25+0,05 50±2 4,0±0,5 27

КАЛ 2,47±0,07 40+2 8,1+0,3 20

КА-2 3,16±0,08 40±1 9,5±0,4 20

КА-3 3,98±0,06 40±2 11,3±0,3 20

КА-4 5,38±0,07 37±2 12,0±0,4 18

Анализ характеристик монослоев позволил сделать заключения:

- все исследованные КА и КРА образуют стабильные монослои на границе раздела фаз воздух/вода с давлением коллапса порядка 40 мН/м и выше;

- с увеличением длины углеводородного радикала и усложнением строения головных групп КРА, т.е. при переходе от к КРА-1 с обычной аминогруппой в гидрофильной части молекулы к КРА-2 и КРА-3 с оксазиновой структурой полярных групп, предельная площадь, приходящаяся на одну молекулу, возрастает, а сжимаемость монослоя уменьшается;

- увеличение числа оксиэтиленовых групп в молекулах КА увеличивает Ао и сжимаемость монослоя и немного снижает давление коллапса.

Так как каликс[п]арены и каликс[п]резорцинарены способны

образовывать комплексы с ионами металлов, изучали их влияние на поведение исследуемых монослоев. Установлено, что присутствие в субфазе катионов двух- и трехзарадных металлов существенно изменяет параметры монослоев КРА (увеличивает Ао и снижает я^мапса)! что обусловлено комплексообразованием в монослое (табл. 3, рис. 4). Увеличение площади, приходящейся на молекулу КРА, коррелирует с увеличением ионного радиуса в ряду Ьа3+ > Еи3+ > ТЬ3+. Для

Рис. 4. Изотермы сжатия КРА-1 на чистой водной субфазе (1), субфазе с ионами Си2* (2), №г+ (3)

рецепторов КА присутствие в субфазе ионов металлов практически не влияло на свойства монослоев за исключением небольшого увеличения Ао для ионов Cif\Ag+, К+,Ва2+.

Перенос монослоев на твердые поверхности показал, что пленки ЛБ образуют только рецепторы группы КРА (кроме КРА-1). Присутствие ионов металлов в субфазе снижало коэффициент переноса монослоев КРА.

Для увеличения эффективности переноса нами впервые предложено использовать модификацию поверхности методом полиионного наслаивания. Установлено, что нанесение слоев полиэтиленимина и полистиролсульфоната значительно повышает эффективность переноса монослоев КА, КРА-1 и всех КРА с металл-содержащих субфаз. Качество полученных пленок ЛБ подтверждали методами АСМ (рис. 5), эллипсометрии и оптической спектроскопии; присутствие металлов в пленке - методом масс-спектрометрии.

Таблица 3. Параметры монослоев КРА на границах раздела фаз воздух/вода и воздух/водный раствор соли металла

Металл Ао, нм2 ^коллапса? мН/м КТО1, мУмН

КРА-1 КРА-2 КРА-3 КРА-1 КРА-2 КРА-3 КРА-1 КРА-2 КРА-3

Ni(lJ) 1,66 2,64 2,84 39,5 38,4 40,9 6,2 6,1 6,4

Cu(ll) 1,68 2,32 2,67 26,2 34,9 22,1 9,0 7,7 9,2

ТЬЦН) 1.62 2,09 2,42 41,3 35,4 48,4 6,1 6.2 4,5

Eu(lll) 1,77 - 2,59 44,0 - 49,2 5,2 - 5,4

La(lll) 1,80 2,14 - 46,0 40,1 - 5,5 6,6 -

Рис. 5. АСМ-изображение поверхности Ag-электродов пьезокварцевого резонатора до (а) и после (б) модификации 16-слойной пленкой ЛБ КРА-2

Глава 4. Плсикн Ленгмюра-Блоджетт с кислотно-основными индикаторами: протолитические свойства и применение в оптических сенсорах рН

Полученные пленки ЛБ с кислотно-основными индикаторами использовали в качестве чувствительных слоев оптических сенсоров рН. Метрологические характеристики таких сенсоров во многом определяются свойствами иммобилизованных индикаторов. Поэтому предварительно исследовали протолитические свойства индикаторов в пленках ЛБ, а затем оценивали возможность использования этих пленок для определения рН. Изменение протолитических свойств индикаторов при иммобилизации в пленках интерпретировали, сравнивая их с водными и мицеллярными растворами, а также биополимерными пленками на основе триацетатцеллюлозы (ТАЦ) и хитозана. Доя количественной оценки влияния среды на протолитические равновесия использовали "кажущиеся" (apparent) значения констант диссоциации (к;) индикаторов, которые определяли из спектров поглощения иммобилизованных (или солюбилизированных) реагентов с одновременным контролем рН объемной водной фазы. Полученные значения рк; азо- и бисазоиндикаторов в различных средах суммированы в табл. 4.

Анализ результатов, приведенных в таблице, показывает, что в присутствии катионного ПАВ (цетилтриметиламмония бромида, ЦТАБ, Спав = ЗККМ) наблюдается эффект депротонирования индикаторов, который объясняется как образованием гидрофобно-гидратированных ионных пар между катионами ПАВ и отрицательно заряженными сульфогруппами азоиндикаторов, так и солюбилизацией индикаторов в мицеллах ПАВ. Снижение величины рк; в присутствие катионных ПАВ больше для бисазо-, чем для моноазоиндикаторов. Более всего рК„" уменьшается для КК; меньшая величина ДрК для БП объясняется его большей исходной гидрофобностью и, соответственно, меньшим изменением гидратации при образовании ионного ассоциата. В мицеллярных растворах неионогенных ПАВ протолитическое равновесие также смещается в сторону депротонированной формы, а в мицеллах анионных ПАВ (додецилсульфата натрия, ДЦС) — в обратную сторону. В обоих случаях это объясняется солюбилизацией реагентов в мицеллах, т.е. эффектом среды. Установлено, что величина смещения рК.; иммобилизованных в пленки ЛБ реагентов по отношению к их водным растворам сильно зависит от типа используемой матрицы. При применении в

качестве матрицы сПАК величины рК; близки к таковым в мицеллярных растворах катионных ПАВ, а арахиновой кислоты - к растворам анионных ПАВ.

Таблица 4. Спектральные характеристики и величины рК." азоиндикаторов в различных средах (Спав= 3 ККМ, I = 0,1)

Хпмл, НМ

Среда Депротонирован-ной формы Протонирован-ной формы рк: ДрКа

Метиловый оранжевый

Вода 454 505 3,47 ± 0,05 -

Мицеллы ЦТ А Б 428,454 508 1,19 ±0,04 -2,28

Мицеллы ДДС 454 525 4,11 ±0,04 0,64

Пленка ЛБ с ПАК - 470 2,62 ±0,14 0,85

Конго красный

Вода 485 585 4,20 ±0,07 -

Мицеллы ЦТАБ 470, 520 (плечо) 580 0,32 ±0,08 -3,88

Мицеллы Бридж-35 515 585 2,92 ±0,06 -1,28

Мицеллы ДДС 500 620 4,42 ±0,04 0,22

Пленка ЛБ сПАК 500, 540 620, 720 -0,37 ±0,06 -4,57

Пленка ЛБ АК 505 640, 730 4,35 ± 0,08 0,15

ТАЦ 535 610 2,6 ±0,1 -1,6

Хитозан 515 650, 730 1,05±0,04 -3,15

Бензопурпурин

Вода 501 620 2,80 ±0,06 -

Мицеллы ЦТАБ 485,496 650 -0,45 ±0,07 -3,25

Мицеллы Бридж-35 508 625 1,62 ±0.04 -1,18

Мицеллы ДДС 510 650 2,96 ±0,06 0,16

Пленка ЛБ сПАК 515 640 0,50 ± 0,06 -2,30

Как видно из градуировочных зависимостей (рис. 6), использование одного и того же реагента в пленках ЛБ на основе разных матриц, позволяет определять кислотность среды в совершенно различных диапазонах. Так, динамический диапазон для пленки на основе арахиновой кислоты лежит в интервале рН от 2,5 до 5,5, а пленки на основе сПАК - от 0,5 до 2,5 М серной кислоты (что не имеет аналогов в литературе). Предложенные оптические

сенсоры рН отличаются малым временем отклика, воспроизводимостью результатов и возможностью выбора необходимого интервала определяемых рН (табл. 5).

081

05 0А ■ 02 0 -

0246801234

Рис. 6. Зависимость оптической плотности 40-слойных пленок ЛБ, содержащих конго красный, от кислотности среды (А,= 620 нм): а) пленка на основе арахиновой кислоты, б) пленка на основе сПАК

Таблица 5. Метрологические характеристики оптических сенсоров рН на основе бисазоиндикаторов

Индикатор Среда Диапазон кислотности ^отклика» С Число циклов

Конго красный ТАЦ 1,5-3,5 ед. рН 5 30 0,03

Хитозан 0,2 - 2,0 М Н2504 5 20 0,03

Пленка ЛБ на основе сПАК 0,5 - 2,5 М Н^Од 20 25 0,04

Пленка ЛБ на основе АК 2,5 - 5,5 ед. рН 15 15 0,07

Бензопурпурин ТАЦ 0,5 М Н2504-рНЗ,0 5 30 0,02

Пленка ЛБ на основе сПАК 0,1-2,0 М Н2804 20 25 0,03

Пленка ЛБ на основе АК 0,5 - 5,0 ед. рН 15 10 0,08

Полученную пленку ЛБ на основе бензопурпурина использовали для определения кислотности производственных травильных растворов печатных плат. Предложенный способ отличается простотой выполнения, хорошей воспроизводимостью результатов, малым временем отклика (табл.6).

Таблица 6. Результаты определения концентрации кислоты (моль • л'1) в травильных растворах (п=3; Р = 0,95; Рта6л = 19.00; 1та6л= 4.30)

Объект Пленка ЛБ Титриметри-ческий метод в, критерий ^критерий

1 3,6±0,3 0,03 3,7±0,4 0,04 4,00 0,61

2 5,3±0,4 0,03 5,4±0,3 0,02 1,77 0,42

3 6,2±0,6 0,04 6,2±0,1 0,01 3,67 0,10

Глава 5. Пленки Ленгмюра-Блоджетт с иммобилизованными люминофорами: свойства и применение в оптических сенсорах

В данной главе представлены результаты исследований люминесцентных характеристик родаминовых красителей, пирена и его производных, иммобилизованных в пленках ЛБ, а также влияние на них таких тушителей как тяжелые атомы металлов и кислород. Установлено, что для родаминовых красителей микроокружение хромофоров в пленке достаточно полярно и ближе к таковому в мицеллярном растворе ПАВ, чем в хлороформе.

Анализ спектров люминесценции пирена, иммобилизованного в пленку ЛБ, показал, что в возбужденном состоянии он присутствует в виде эксимеров (в спектре флуоресценции присутствует только широкая бесструктурная полоса с ^-макс = 475 нм). Варьирование мольной доли пирена в монослое в пределах от 0,01 до 0,5 не влияло на эффективность образования эксимеров, что является одной из особенностей пленок ЛБ по сравнению с растворами пирена (табл. 7). Возможно, это связано с ориентирующим действием организованной молекулярной структуры пленки ЛБ на комплексы столкновения молекул пирена в основном и синглетном возбужденном состояниях.

Известно, что на интенсивность флуоресценции люминофоров сильно влияют "тяжелые" атомы. Показано, что ни один из апробированных тушителей не влиял на флуоресценцию родаминовых красителей и пирена, иммобилизованных в пленки ЛБ на основе сПАК.

Таблица 7. Эффективность образования эксимеров пирена в различных средах (концентрация пирена в растворах равна 5 10"4 моль/л; п = 5, Р = 0,95, 5Г < 0,07)

Среда этанол этанол: вода (1:1) мицеллы ДЦС пленка ЛБ на основе АК

1эк</1 мономер* 0,1 1,7 9,8 >100

* отношение интенсивности флуоресценции эксимеров (А.м1Жс— 475 нм) к интенсивности флуоресценции мономеров (Хмакс = 397 нм)

При использовании матрицы арахиновой кислоты флуоресценцию пирена тушат катионы таллия, хотя процесс протекает очень медленно (более 4 часов), что объясняется малой скоростью диффузии ионов таллия в пленке. Таким образом, на процесс тушения влияет природа матрицы пленки ЛБ.

Известно, что из-за значительного времени жизни триплетные состояния молекул люминофоров тушатся в большей степени, чем синглетные. Поэтому в матрицу пленки ЛБ на основе арахиновой кислоты, на стадии ее формирования мы ввели одновременно пирен и «тяжелые» ионы свинца (II). В результате впервые удалось получить фосфоресценцию при комнатной температуре (ФКТ) пирена в пленке ЛБ. Спектры фосфоресценции пирена в пленке совпали с таковыми в его мицеллярных растворах. Поскольку самым распространенным тушителем триплетного состояния люминофоров является молекулярный кислород, изучили его влияние на ФКТ пирена. На рис. 7 представлена зависимость интенсивности 1Фс и константы скорости затухания К фосфоресценции пирена от давления воздуха в объеме над поверхностью пленки. При уменьшении давления и, следовательно, концентрации кислорода, интенсивность фосфоресцинции пирена и время жизни его триплетного состояния, обратно пропорциональное К, возрастают, что связано с уменьшением степени безызлучателыюго переноса энергии между молекулами пирена и кислорода. Чувствительность ФКТ пирен-содержащей пленки на основе арахиновой кислоты и свинца к кислороду позволяет применить её в качестве сенсорного элемента на кислород.

2200-ру

2300

■ х-1.0

/ Рис. 7. Зависимость

■о.8 интенсивности и константы

скорости затухания фосфоресценции пирена

12001000800

р . . . ^ в пленке на основе

арахиновой кислоты и свинца от давления воздуха в объеме над пленкой

600

ООО 0.02 004 асе 008 0,10 ЩО^ мирт.сг.

Глава 6. Пленки Ленгмюра-Блоджетт как чувствительные слои ньезокварцевых сенсоров для определения легколетучих органических соединений

Пьезокварцевые резонаторы, модифицированные пленками ЛБ на основе арахиновой кислоты и КРА, использовали в качестве сенсоров на нитроалканы и легколетучие органические соединения (бензол, толуол и т.д.). Коэффициенты распределения (Кр) нитроалканов между газовой фазой и пленкой, рассчитанные по линейным участкам изотерм сорбции, представлены в табл. 8. Видно, что для пленки ЛБ на основе КРА-1 они увеличиваются с ростом числа монослоев. Отмечено также, что абсолютное значение коэффициента распределения возрастает с увеличением линейных размеров молекул нитроалканов, что связано, вероятно, с большим соответствием размера молекулы «гостя» и полости молекулы-рецептора. Разветвленный изомер из-за стерического фактора слабо связывается с КРА. Увеличение числа монослоев в пленке АК приводило к снижению ее стабильности.

В табл. 9 приведены аналитические характеристики методики определения нитроалканов пьезосенсорами с нанесенным оптимальным количеством монослоев арахиновой кислоты (10 монослоев), и дано сравнение с характеристиками сенсора, полученного с использованием традиционной технологии модификации резонатора - метода статического испарения капли. Время отклика сенсора, модифицированного пленкой ЛБ, в 3-5 раз меньше, а предел обнаружения (ПрО) в 2-5 раз ниже, в зависимости от типа аналита; значительно увеличивается чувствительность (в) сигнала сенсора.

Таблица 8. Коэффициенты распределения нитроалканов между газовой фазой и пленкой ЛБ

Тип модификатора Число монослоев Коэффициент распределения Кр

нитрометан нитроэтан 1-нитро-пропан 2-нитро-пропан

10 — 20 25 -

КРА-1 20 5,0 50 70 12

30 10 70 115 27

АК 10 1,М03 0,9103 - -

Таблица 9. Аналитические характеристики пьезосенсоров, модифицированных пленками на основе арахиновой кислоты

Метод нанесения пленки Аналит Время отклика, с ПрО, мг/м3 кр,-ю-3 Гц-м3/ моль

Статического испарения капли нитрометан нитроэтан 60-180 60-180 2,5 11,0 10,0 7,3 44 38

ЛБ нитрометан 10-15 1,5 1,1 4,3-102

(10 слоев) нитроэтан 10-15 2,3 0,9 2,7-102

Важным свойством сенсоров является их обратимость: полная регенерация достигается при выдержке резонатора в потоке воздуха в течение 1-3 мин. Сенсорные покрытия характеризуются продолжительным временем «жизни», выдерживая 80-100 циклов сорбция - десорбция.

Пьезорезонаторы, модифицированные пленками ЛБ на основе КРА-2, апробировали в качестве сенсоров на пары легколетучих органических растворителей: бензола, толуола, этилбензола, кумола, этанола, гексана, этилацетата, ацетона. Из рисунка 8 следует, что при одинаковом давлении паров в ряду кумол — толуол — этилбензол - этилацетат — гексан - бензол -этанол, соответствующему уменьшению молекулярной массы аналита и геометрических размеров его молекулы, наблюдается увеличение количества сорбированного вещества. Это свидетельствует о том, что полость молекул КРА, образующих пленку ЛБ, выполняет роль молекулярного сита, пропускающего более мелкие молекулы в фазу пленки.

Для оптимизации функционирования пьезокварцевого резонатора в качестве сенсора исследовали влияние количества монослоев в модифицирующей пленке на эффективность сорбции паров растворителей. Показано, что сигнал сенсора (уменьшение резонансной частоты ДР) для большинства аналитов при постоянном рН субфазы достигает максимального значения при 16-20 монослоях (рис. 9). Для оптимального количества монослоев зависимости аналитического сигнала резонаторов от активности паров растворителей для большинства веществ в интервале 0,11-1,00 имеют линейный характер. Исключениями являются пары кумола и этилацетата, зависимости для которых имеют вид, подобный изотермам сорбции, на которых присутствует область насыщения; интервал линейности сокращается до 0,11 -0,25. Сигнал сенсора на основе упорядоченной пленки в 1,5-2 раза превышает таковой для пленки, нанесенной после давления коллапса. Время отклика сенсора с упорядоченными монослоями в пленке составляло 15 сек, а для неупорядоченной пленки той же толщины - 2 мин. Кроме того, значительно возрастает воспроизводимость сигнала пьезосенсоров с упорядоченными пленками.

v, мкМоль

Рис. 8. Количество связываемых сорбатов при активности паров р/ро = 1, пленкой ЛБ на основе КРА-2 (рНсубфазы = 7.0)

Гц

1(1 1> '<! ' «> число монослоев

Рис. 9. Влияние числа монослоев в пленке на сигнал пьезосенсора при воздействии паров: 1 - бензола, 2 -толуола, 3 - этанола, 4 - гексана

Таким образом, предлагаемый способ модификации поверхности пьезокварцевых резонаторов позволяет добиться более высокой чувствительности определения; снизить продолжительность анализа, выявить

число монослоев, обеспечивающих наибольшую интенсивность аналитического сигнала

Глава 7. Наиоразмерные пленки как чувствительные слои пьезоэлектрических биосенсоров

Следующим примером модификации пьезоэлектрических датчиков, основанным на применении нанотехнологий и супрамолекулярных эффектов, является нанесение пленок природных молекул-рецепторов: антител и фрагментов ДНК. С этой целью использованы четыре подхода:

- метод самоорганизации тиолов на поверхности золота;

- сочетание самоорганизации тиолов с взаимодействием биотин - стрептавидин;

- технология Ленгмюра-Блоджетт;

- метод полиионного наслаивания.

Первые два подхода известны, но могут быть использованы только для модификации поверхности золотых электродов резонаторов. Предложенные подходы, основанные на применении технологии ЛБ и полиионного наслаивания, являются универсальными.

Пьезосенсоры, модифицированные тиолированными и биотинилирован-ными олигонуклеотидными зондами длиной 18 (зонд 1) и 20 (зонд 2) оснований, комплементарными последовательности, присутствующей в гене, кодирующем усиленный зеленый флуоресцирующий белок (еСРР), применены для обнаружения этого гена. Предварительно оптимизированы условия определения синтетических комплементарных олигонуклеотидов в стандартных растворах. Показано, что использование биотинилированных зовдов, иммобилизованных на поверхность пьезокварца, предварительно покрытого слоем декстрана и стрептавидина, позволяет расширить диапазон определяемых концентраций олигонуклеотидов и улучшить воспроизводимость измерений (табл. 10). Разработанный ДНК-сенсор применен для анализа образцов плазмидной ДНК, трансформированных в клетки Е.соИ и амплифицированных с использованием полимеразиой цепной реакции.

Дня формирования покрытий пьезоэлектрических иммуносенсоров для определения пирена апробировано три способа: 1) формировали пленку ЛБ арахиновой кислоты (причем последний монослой ориентировали карбоксильными группами вверх), а затем ковалентно связывали с ней антитела, специфичные к пирену, с использованием карбодиимидного метода;

Таблица 10. Параметры градуировочных зависимостей для определения синтетических олигонуклеотидов, полученных с использованием сенсоров, модифицированных различными ДНК-зондами

Диапазон с

ДНК-зонд линеиности, Уравнение Я °Г> %

нМ

Биотинилированный зонд евРР1 10-1000 у = 0,119х+ 1,30 0,994 12

Биотинилированный зонд еСРР2 10-250 у = 0,160х + 2,38 0,989 9

Тиолиоровнаный зонд еСРР2 10-250 у = 0,129х + 1,92 0,972 14

2) проводили самосборку слоя полиэлектролита - хитозана - методом полиионного наслаивания, а затем ковалентно связывали с ним антитела с помощью глутарового альдегида; 3) формировали пленку ЛБ на основе смешанных монослоев арахиновой кислоты и пиренбутановой кислоты (которая в данном случае выступала в качестве производного пирена). Первые два способа использовали в случае прямого конкурентного формата иммуноанализа, а третий - непрямого конкурентного формата. Предварительно оптимизировали условия определения пирена в стандартных растворах (разведение антител или конъюгатов, составы промывочных растворов и раствора для регенерации, время детектирования сигнала). Сенсор, модифицированный пленками ЛБ пиренбутановой кислоты, показал наибольшую чувствительность при определении пирена. Градуировочная зависимость резонансной частоты этого сенсора от концентрации пирена в растворе, имеющая сигмообразный вид, характерный для иммунохимических методов анализа, представлена на рис. 10. Диапазон определяемых концентраций (соответствующий изменению сигнала от 80 до 20% ингиби-рования) составил 0,13 - 4,8 нг/мл, а предел обнаружения (определенный на основе разницы между средним значением сигнала фона и утроенным стандартным отклонением для фонового сигнала) - 0,07 нг/мл, максимальная погрешность 15 %. Сенсор применен для определения пирена в образцах водопроводной и питьевой (бутилированной) воды, правильность контролировали методом ВЭЖХ с предварительным концентрированием.

AF, Гц

300- ■

250-

200-

Рис. 10. Граду ировочиая зависимость изменения резонансной частоты

150'

пьезоэлектрического сенсора от концентрации пирена в анализируемом растворе

100-

50-

o-V/A-

О 0.01

0.1

100

концентрация пирена, нг/мл

Глава 8. Получение, исследование и применение в химических сенсорах золь-гель материалов, содержащих аналитические реагенты

Следующим этапом работы явилось получение нанопористых материалов с применением золь-гель технологии и оценка возможности их применения в химическом анализе. В качестве аналитических реагентов использовали кислотно-основные индикаторы и антитела, специфичные к пирену. Для иммобилизации реагентов в золь-гель матрицу на основе тетраалкилсиланов выбран метод химического допирования, который заключался во введении органических соединений в реакционную смесь еще на стадии полимеризации. Такой метод обеспечивал надежное удерживание реагента в золь-гель материале и не требовал предварительной модификации реагентов.

Основная задача при иммобилизации кислотно-основных индикаторов -получение устойчивых в водных растворах и оптически прозрачных пленок, а в случае антител - получение сорбентов с высокой удельной поверхностью и способностью сохранять функции антител. Оптимальные условия формирования золь-гель пленок с кислотно-основными индикаторами (методика 1) и золь-гель сорбентов с антителами (методика 2), а также их характеристики, полученные с использованием анализатора удельной площади поверхности и размера пор Quantochrome Nova, представлены в табл. 11.

Предварительно оценена возможность иммобилизации широкого круга кислотно-основных индикаторов трифенилметанового ряда, а также азо- и

бисазокрасителей. Устойчивые, интенсивно окрашенные пленки, изменяющие свои окраску в зависимости от кислотности среды, получены только для ряда сульфофталеиновых красителей (бромфеноловый синий (БФС), бромхлорфеноловый синий (БХФС), бромкрезоловый зеленый (БКЗ), бромкрезоловый пурпурный (БКП)) и пирокатехинового фиолетового (ПКФ).

Таблица 11. Условия формирования золь-гель пленок с иммобилизованными

кислотно-основными индикаторами (методика 1) и золь-гель сорбентов с антителами (методика 2) и их параметры: удельная площадь поверхности (8), объем пор (V), средний радиус пор (И.)

Методика Молярное соотношение Н20 : Si Соотношение Н20: спирт (об.) Добавки Режим формирования S, м2/г V, м'/г R, нм

1 4:1 1:6 0,005М HCl 24 часа при Т=20°С 179 0,053 1,9

2 I*) 8:1 II*) 28:1 - 1)0,00IM HCl, ПЭГ-400 II) ФСБ pH 7,4 I) 1 мин - перемешивание, 30 мин-УЗ-обработка II) 10 мин -комн. темп., 24 часа-Т=4°С 472 0,25 1,6

* I и II - стадии синтеза, добавление антител осуществляли на II стадии

Для иммобилизованных сульфофталеиновых красителей изучали реакцию протонирования по второй ступени HR" + Н+ -» R2", а для ПКФ реакцию протонирования, отвечающую схеме H3R~ + Н+ —> H4R. Спектры красителей, иммобилизованных в пленке, практически не изменялись по сравнению с водным раствором, что свидетельствует о гидрофильной среде золь-гель матрицы. В то же время рК.^ индикаторов (табл. 12) смещались в щелочную область приблизительно на 2 единицы; расширялся интервал рН изменения окраски индикаторов. По аналогии с влиянием анионных ПАВ можно предположить, что смещение рк; в золь-гель матрице связано с наличием отрицательного заряда в области локализации индикаторов. Расширение интервала перехода индикатора можно объяснить, исходя из структуры золь-гель матрицы, в которой индикатор может быть локализован как в порах, гполнепных водой, так и внутри плотной силикатной сетки.

Таблица 12. Величины рКаа индикаторов, иммобилизованных в золь-гель пленке, и в водном растворе

Краситель рС ДрК, Интервал перехода в ЗГ-пленке

Водный раствор Золь-гель пленка

ПКФ -0,11 ±0,07 2,3 ± 0,2 2,4 1,1-4,0

БФС 4,0* 5,9 ± 0,4 1,9 3,9 - 8,0

БХФС 3,9* 6,1 ±0,2 2,2 4,2 - 8,0

БКЗ 4,7* 6,9 ± 0,3 2,2 5,0-9,2

БКП 6,2* 7,8 ±0,3 1,6 5,8- 10,0

"литературные данные

Для создания чувствительного элемента оптического сенсора рН с расширенным диапазоном получали золь-гель пленки, содержащие одновременно два индикатора: ПКФ и БФС. Для обработки сигналов такого сенсорного элемента применяли метод анализа многомерных данных, используя в качестве аналитического сигнала оптические плотности при нескольких длинах волн. Для этого строили п-мерные графики (где п - число используемых длин волн), и по ним определяли искомую величину рН. Используемые длины волн оптимизировали исходя из наименьшей ошибки при определении рН. Показано, что регистрация оптических плотностей при четырех длинах волн обеспечивает определение рН в диапазоне от 1,1 до 8,0 с погрешностью 0,06 ед. рН. Время отклика чувствительных элементов рН-сенсоров составило 15 сек. В процессе 50 циклов измерений оптическая плотность практически не изменялась (8Г = 0,05), что свидетельствует об отсутствии вымывания реагентов из золь-гель пленок в процессе их эксплуатации в качестве рН сенсоров. Сенсорные элементы не чувствительны к присутствию в анализируемом растворе металлов вплоть до концентрации 1М.

Золь-гель материалы с иммобилизованными антителами получали в две стадии: на первой получали золь на основе тетраметилсилана (ТМОС) и водного раствора кислоты, а на второй — в реакционную смесь вводили раствор антител, чтобы предотвратить воздействие на антитела УЗ-облучения и высокой кислотности раствора золя. Кроме того, в реакционную смесь добавляли полиэтиленгликоль (ПЭГ) для увеличения пористости получаемого материала. Полученные золь-гель материалы с иммобилизованными антителами, специфичными к пирену, были использованы для иммуноаффинного извлечения и концентрирования пирена из водных объектов.

Предварительно изучали сорбцию пирена из его стандартных растворов. При пропускании 1 мл раствора пирена с концентрациями от 50 до 1000 нг/мл, через колонку, наполненную золь-гель сорбентом (50 мг в пересчете на сухой материал), доля сорбированного пирена составляет 99 ± 3 %. Установлено, что практически полная десорбция пирена из колонки достигается при элюировании 2 мл ацетонитрила (рис. 11). Регенерирование колонки позволяет проводить до 12 циклов сорбция-десорбция без потери сорбционной активности (рис. 12).

r, %

5 6 ? 6 9 10 11 12 13 14 15 И 17 18 1S 20

V-MKKtia. H'i

Рис. 11. Степень извлечения пирена Рис. 12. Степень извлечения пирена

(С=50 нг/мл) при элюировании (С„сх=50 нг) при многократном

различными объемами ацетонитрила использовании колонки

(вертикальная штриховка) и этанола (горизонтальная штриховка)

Зависимость степени извлечения пирена из водных растворов от концентрации при использовании разработанной иммуноаффинной колонки представлена в табл. 13. Видно, что колонки позволяют концентрировать пирен из растворов, содержащих до 125 нг, с высокой степенью извлечения. При этом величина фактора концентрирования пирена из его растворов с концентрацией 0,5 нг/мл достигает 100 при степени извлечения 96 %.

После предварительного выделения и концентрирования пирена из анализируемых водных растворов определяли его содержание методами флуориметрии и высокоэффективной жидкостной хроматографии. Метрологические характеристики определения пирена методами флуориметрии и ВЭЖХ с предварительным концентрированием на иммуноаффинной колонке и без концентрирования представлены в таблице 14. Разработанная методика применена для определения пирена в образцах водопроводной воды и талого снега (табл. 15). Установлено, что анализируемые пробы содержали пирен в интервале 0,5-10 нг/мл.

Объем раствора, мл Концентрация раствора, нг/мл Масса пирена в растворе, нг Масса пирена в элюате, нг Степень извлечения, %

10 10 100 104 104

10 5 50 50 99

20 5 100 93 93

100 5 500 295 59

250 0,5 125 120 96

500 0,5 250 167 67

Таблица 14. Метрологические характеристики определения пирена

в стандартных растворах

Метод НГОС, нг/мл ПрО, нг/мл 8,

Флуориметрия - 5,0 1,5 0,03

с предварительным концентрированием 0,07 0,02 0,05

ВЭЖХ - 10 3,5 0,02

с предварительным концентрированием 0,1 0,03 0,04

Таблица 15. Определение пирена методом флуориметрии с предварительным концентрированием на иммуноаффинной колонке

Введено (нг/мл) Водопроводная вода Талая вода

Найдено (нг/мл) Открываемость, % Найдено (нг/мл) Открываемость, %

- <0,07 - 0,13 -

0,50 0,55 ± 0,08 110 0,6±0,1 120

5,0 4,8 ± 0,6 96 5,2±0,8 104

Глава 9. Супрамолекулярные системы «антиген — антитело» на твердой поверхности и их использование в тест-анализе

Возможности супрамолекулярных взаимодействий для эффективного выделения и тест-определения токсикантов продемонстрированы также на примере иммунохимических комплексов антиген-антитело.

Для достижения высокой чувствительности определения токсикантов и снижения влияния матрицы образца на величину аналитического сигнала нами предложен тест-метод, сочетающий предварительную очистку образца на сорбенте с иммуноаффинным концентрированием и иммуноферментным детектированием. Для реализации этого подхода нами предложена и запатентована проточная система, состоящая из прозрачных колонок, содержащих очищающий слой на основе твердофазного сорбента и детектирующий иммунослой, содержащий антитела, специфичные к аналиту (рис. 13).

В качестве определяемого вещества выбран представитель микотоксинов -охратоксин A (OTA), отличающийся высокими токсичными свойствами. Предлагаемая тест-система апробирована при анализе сложных матриц: образцов красного вина и кормов для животных. Выбор этих объектов обусловлен их интенсивной окраской и наличием в литературе сведений о высокой степени контаминации данных продуктов OTA. В основу разрабатываемого тест-метода положен принцип конкурентного иммуноферментного анализа, отличающийся высокой чувствительностью при определении низкомолекулярных аналитов (рис. 14).

Разработанные тест-системы предполагают получение результата о присутствии OTA в пробе в формате "да/нет". При некоторой концентрации выше «контрольного уровня» окраска детектирующего слоя полностью отсутствует. Подбор оптимальных условий иммуноанализа, позволяющих получить необходимый контрольный уровень, включал: выбор носителя антител и способа иммобилизации, объема пробы, способа ее пробоподготовки, природы антител и конъюгата, природы и массы очищающего слоя, объемов и концентраций растворов антител, конъюгата, состава и объема растворов для промывки, времени детектировании сигнала. При этом в качестве количественных характеристик, характеризующих развитие окраски, использовали цветометрические характеристики тестовой зоны устройства.

. Пористый фильтр

► Сорбент

► Пористый фильтр

Пористый фильтр Детеюгирующнн слой '■у ^ Пористый фильтр

Рис. 13. Схема тест-устройства для проведения анализа

(а) специфические к микотоксину антитела иммобилизованы на поверхность геля за счет связывания со вторичными антителами

(б) проба пропускается через колонку и микотоксин связывается с антителами

(в) примеси вымываются из колонки

(г) конъюгат микотоксина с ферментом добавляется в колонку и связывается со свободными антителами

(д) избыток конъюгата вымывается из колонки

(е) добавляется субстрат, который в результате реакции, катализируемой ферментом, превращается в окрашенный продукт

Рис, 14. Схема прямого конкурентного формата иммуноанализа

Анти-мышиные вторичные антитела Анти-микотоксин мышиные антитела Примеси

Микотоксин

Конъюгат

микотоксина

Субстрат

Сравнительная характеристика двух способов иммобилизации антител: с использованием традиционных коммерческих полимерных мембран и на основе нанопористого сефарозного геля, показала, что мембранные тесты отличаются простотой получения и применения, но меньшей чувствительностью при определении следовых количеств токсикантов в сложных матрицах.

Установлено, что при использовании конъюгата OTA с пероксидазой хрена (ПХ) в мембранном тест-анализе наблюдается его сильная неспецифическая сорбция на поверхности мембраны. Поэтому в данном случае в качестве оптимального фермента для конъюгата выбрана щелочная фосфата:;,, (ЩФ). В тест-анализе на основе геля контрастность сигнала в отсутствие и присутствии OTA в анализируемой пробе была выше для конъюгата OTA с пероксидазой хрена. Показано, что добавление в раствор для промывки казеина позволяет снизить матричный эффект пробы, а добавки Твин-20 - увеличить эффективность удаления неспецифически связанного конъюгата.

В таблице 16 представлены некоторые оптимальные условия тест-определения OTA в вине и кормах для животных. Сопоставление результатов тестов с данными, полученными методом ВЭЖХ с флуориметрическим

детектированием и предварительной пробоподготовкой с использованием коммерческих иммуноаффинных колонок (табл. 17), показало пригодность разработанного тест-метода для определения OTA в красном вине.

Таблица 16. Выбранные оптимальные условия определения OTA в вине и кормах для животных и достигнутые пределы обнаружения (ПрО)

Объект анализа Носители антител Способ пробоподготовки Конъюгат, его разведение Разведение антител ПрО, нг/г

Красное вино гель на основе сефарозы разбавление раствором ПЭГ + NaHC03; очистка на SAX* -силикате ле ОТА-ПХ, 1/300 1:100 2

Корма для животных полимерные мембраны жидкостная экстракция + очистка на NH2* *-силикагеле ОТА-ЩФ, 1/75 1:50 50

* S АХ-силикагель - силикагель с привитыми триметиламинопропильными группами

* * ЫН2-силикагель - силикагель с привитыми аминопропильными группами

Таблица 17. Результаты определения OTA в пробах вина (Россия, Краснодарский край), полученные с использованием разработанного иммунохимического теста и методом ВЭЖХ-Фл

Образец вина Иммунотест на основе геля ВЭЖХ-Фл в сочетании с иммуноаффинной пробоподготовкой, мкг-л"1

без добавки с введенной добавкой 2 мкг-л'1

Красное вино I _*__ +** + + <0.5

Красное вино И --- + + + <0.5

Красное вино III + + + + + + 4.4

Красное вино IV + + + + + + 2.6

Красное вино V --- + + + <0.5

Домашнее вино I --- + + + <0.5

Домашнее вино II + + - + + + 1.8

*(-) - наблюдается голубая окраска детектирующего слоя; «отрицательный результат», концентрация OTA < 2 мкг-л"1,

**(+) - окраска детектирующего слоя отсутствует; «положительный результат», концентрация OTA > 2 мкг-л"1

выводы

1. Разработана методология применения нанотехнологий Ленгмюра-Блоджетт, золь-гель и полиинной самосборки, супрамолекулярных эффектов, позволяющих регулировать и существенно расширить возможности большого круга традиционных аналитических реагентов, а также синтетических молекул-рецепторов (каликс[4]аренов и калкс[4]резорцинаренов) и природных биоспецифических молекул (антитела, фрагменты ДНК) для создания оптических, пьезоэлектрических сенсоров и тест-систем.

2. Исследовано поведение монослоев на границе раздела фаз воздух/вода на основе амфифильных аналитических реагентов (алкилированные производные каликс[4]аренов и каликс[4]резорцинаренов), а также на основе смесей традиционных аналитических реагентов (кислотно-основные индикаторы азо- и бисазо- и бисазоряда, родаминовые красители, производные пирена) с амфифильными матрицами (жирные кислоты, октадецилдиметиламмониевая соль полиамидокислоты). Предложен метод введения гидрофильных реагентов в пленки Ленгмюра-Блоджетт, основанный на принципе образования ионных ассоциатов с поверхностно-активными веществами. Для КА и КРА установлено влияние длины углеводородного радикала, состава субфазы, способа обработки подложки, на поведение монослоев и перенос их на твердые подложки. Показано, что исследованные КРА образуют комплексы с ионами металлов (N1 (II), Си (II), Ей (III), ТЬ (III) и Ьа (111)) на границе раздела фаз воздух/водный раствор соли. В оптимальных условиях получены пленки ЛБ на основе исследованных монослоев на поверхности пьезокварцевых резонаторов и кварцевых пластин. Предложен способ повышения эффективности переноса монослоев на твердые подложки, основанный на модификации их поверхности методом полиионной сборки.

3. Систематически изучены протолитические свойства кислотно-основных индикаторов, иммобилизованных в пленках, полученных по технологиям Ленгмюра-Блоджетт и золь-гель, биополимерах, а также солюбилизированных в мицеллах ПАВ. Определены значения «кажущихся» констант диссоциации рК,° индикаторов в указанных средах. Показано, что изменения протолитических свойств реагентов, иммобилизованных в пленках ЛБ на основе соли полиамидокислоты, аналогичны таковым при солюбилизации в мицеллах катионных ПАВ, а иммобилизованных в матрице арахиновой кислоты - солюбилизации в мицеллах анионных ПАВ. Иммобилизация

индикаторов в золь-гель матрицу смещает рК/ в основную область и расширяет интервал рН изменения окраски индикатора.

4. Разработаны чувствительные слои оптических сенсоров кислотности среды на основе наноразмерных пленок ЛБ, нанопористых золь-гель пленок и биополимеров для определения рН в различных интервалах кислотности (от 2,5 М серной кислоты до рН 10). Предложены способы регулирования интервала определяемой кислотности, основанные на варьировании метода иммобилизации и природы матрицы пленки ЛБ. Сенсор кислотности на основе пленки ЛБ бензопурпурина и соли полиамидокислоты применен для анализа растворов ванн травления электронных плат. Предложен сенсор рН с расширенным диапазоном кислотности на основе золь-гель пленки, содержащей одновременно два индикатора, позволяющий определять рН в диапазоне 1,1-8,0 единиц.

5. Исследованы особенности процессов тушения люминесценции красителей родаминового рада и производных пирена различными "тяжелыми" атомами и кислородом в пленках ЛБ. Введение "тяжелого" иона свинца (II) в пленку на основе арахиновой кислоты позволило впервые наблюдать фосфоресценцию при комнатной температуре молекул пирена. Определена константа скорости тушения триплетных состояний пирена кислородом, составившая 2 109 л/мольс. Чувствительность фосфоресценции пирена к содержанию кислорода позволяет рекомендовать данную систему в качестве сенсорного элемента на кислород.

6. Предложены способы модификации поверхности пьезокварцевых резонаторов, основанные на использовании технологии ЛБ с применением традиционных дифильных молекул (арахиновая кислота) и алкилированных рецепторных молекул (калике[4]резорцинаренов), а также биоспецифических покрытий с иммобилизованными антителами и ДНК-зондами. На их основе разработаны:

- сенсор для детектирования паров легколетучих органических соединений (этанол, бензол, толуол, этилбензол, этилацетат, ацетон, гексан, кумол) и нитроалканов. Показано, что сенсор на основе арахиновой кислоты позволяет определять нитрометан и нитроэтан с пределами обнаружения 1,5 мг/м3 и 2,3 мг/м3, соответственно;

- иммуносенсор для определения пирена в водных средах, характеризующийся пределом обнаружения 0,07 нг/мл;

- ДНК-сенсор для обнаружения гена, кодирующего усиленный зеленый флуоресцирующий белок, который применен для анализа образцов плазмидной ДНК, трансформированных в клетки E.coli и амплифицированных с использованием полимеразной цепной реакции.

7. Разработан метод получения иммуноаффиниых сорбентов, содержащих специфичные к пирену антитела, основанный на использовании золь-гель технологии. Показано, что полученные золь-гель материалы обладают высокой сорбционной емкостью, возможностью многократного использования (до 12 циклов сорбция/десорбция), позволяют выделять пирен из его разбавленных растворов с фактором концентрирования 100 при степени извлечения 96 %. Разработанная методика применена для выделения и концентрирования пирена из водных объектов с последующим хроматографическим или люминесцентным определением.

8. Расширены возможности использования супрамолекулярных комплексов антиген-антитело для создания тест-систем на охратоксин А, принцип действия которых заключается в сочетании очистки на твердофазном сорбенте, иммуноаффинном концентрировании и иммуноферментном детектировании. Предложен общий подход к созданию тест-устройства, основанный на разделении очищающего и детектирующего слоев и позволяющий снизить матричный эффект пробы. Разработанные тест-методы позволяют проводить определение OTA в красном вине и кормах для животных на уровне 2 мкг/л и 50 мкг/кг, соответственно.

Список основных публикаций по теме диссертационной работы

По теме диссертации опубликовано 129 печатных работ в виде 25 статей в журналах (в том числе 20 — в журналах, входящих в перечень ВАК РФ), 24 статей в сборниках научных трудов, 4 патентов, 75 тезисов докладов, 2 учебных пособий. Список основных публикаций:

Статьи в журналах

1. Rusanova T.Yu., Beloglazova N.V., Goryacheva I.Ya, Lobeau M., Van Peteghem С., De Saeger S. Non-instrumental immunochemical tests for rapid ochratoxin A detection in red wine // Anal. Chim. Acta 2009. Vol. 653. № 1. P. 97-102.

2. Русанова Т.Ю., Калач A.B., Румянцева С.С., Штыков С.Н., Рыжкина И.С. Определение паров легколетучих органических соединений пьезосенсорами, модифицированными пленками Ленгмюра-Блоджетт

каликс[4]резорцинарена//Журн. аналит. химии. 2009. Т. 64. № 12. С. 12991303.

3. Горячева И.Ю., Русанова Т.Ю., Бурмистрова H.A., Де Саегер С. Иммунохимические методы определения микотоксинов (обзор) // Журн. аналит. химии. 2009. Т. 64. № 8. С. 788-806.

4. Русанова Т.Ю., Таранов В.А., Штыков С.Н., Горячева И.Ю. Пьезокварцевый иммуносенсор на основе пленок Ленгмюра-Блоджетт для определения пирена в водных средах // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2009. Т. 75. № 5. С. 23-27.

5. Русанова Т.Ю., Левина H.A., Юрасов H.A., Горячева И.Ю. Нанопористые золь-гель материалы с иммобилизованными антителами для иммуноаффинного концентрирования пирена // Сорбционные и хроматографические процессы. 2009. Т. 9. Вып. 3. С. 391-398.

6. Русанова Т.Ю., Левина H.A., Штыков С.Н. Золь-гель материалы с иммобилизованными красителями трифенилметанового ряда как чувствительные элементы оптических сенсоров pH // Известия Саратовского университета. Новая серия. Серия Химия. Биология. Экология. Вып. 1. 2009. Том. 9. С. 7-12.

7. Van Houwelingen A., De Saeger S., Rusanova Т., Waalwijk С., Beekwilder J. Generation of recombinant alpaca VHH antibody fragments for the detection of the mycotoxin ochratoxin A // World Mycotoxin Journal. 2008. Vol. 1. № 4. P. 407-414.

8. Горячева И.Ю., Панкин K.E., Русанова Т.Ю. Флуоресцентные свойства афлатоксинов в организованных средах на основе поверхностно-активных веществ, циклодекстринов и каликсрезорцинаренов // Журн. аналит. химии. 2008. Т. 63. № 8. С. 824-829.

9. Невешкин A.A., Русанова Т.Ю., Румянцева С.С., Сердобинцев A.A., Подкосов К.В., Штыков С.Н., Климов Б.Н., Горин Д.А., Рыжкина И.С. Влияние ионов металлов на формирование и свойства монослоев и наноразмерных пленок Ленгмюра-Блоджетт на основе дифильных аминометилированных каликс[4]резорцинаренов // Журн. физ. химии. 2008. Т. 82. №2. С. 316-321.

10. Штыков С.Н., Русанова Т.Ю. Наноматериалы и нанотехнологии в химических и биохимических сенсорах: возможности и области применения // Рос. хим. ж. (Ж. Рос. хим. об-ва им. Д.И. Менделеева). 2008. Т. LII. № 2. С. 92-100.

11. Горин Д.А., Климов Б.Н., Невешкин A.A., Русанова Т.Ю., Штыков С.Н. Получение наноразмерных пленок каликс[4]резорцинаренов на основе сочетания методов полиионной сборки и Ленгмюра-Блоджетт // Нано- и микросистемная техника. 2008. № 7. С. 24-27.

12. Штыков С.Н., Калач A.B., Панкин К.Е., Русанова Т.Ю., Селеменев В.Ф. Применение Пленок Ленгмюра-Блоджетт в качестве модификаторов пьезорезонансных сенсоров // Журн. аналит. химии. 2007. № 5. С. 544—548.

13. Невешкин A.A., Русанова Т.Ю., Подкосов К.В., Сердобинцев A.A., Штыков С.Н., Климов Б.Н., Горин Д.А., Румянцева С.С., Рыжкина И.С. Монослои и пленки Ленгмюра-Блоджетт на основе дифильных аминометилированных каликс[4]резорцинаренов // Нано- и микросистемная техника. 2007. № 1. С. 57-60.

14. Shtykov S.N., Rusanova T.Yu., Kaiach A.V., Pankin K.E. Application of Langmuir-Blodgett films as modifiers of piezoresonance sensors // Sensors and Actuators B. 2006. Vol. 114. № 1. P. 497-499.

15. Штыков C.H., Карцев B.H., Сумина Е.Г., Смирнова Т.Д., Русанова Т.Ю., Горячева И.Ю., Панкин К.Е. Применение организованных сред и принципов супрамолекулярной химии в химическом анализе // Вестн. Моск. гос. области, ун-та. Сер. Естеств. науки. № 1. М.: Изд-во МГОУ. 2006. С. 14-26.

16. Климов Б.Н., Невешкин A.A., Ященок A.M., Горин Д.А., Мантуров А.О., Русанова Т.Ю., Штыков С.Н. Электрофизические свойства структур «металл - диэлектрик - полупроводник», содержащих наноразмерные пленки Ленгмюра-Блоджетт на основе каликс[4]резорцинарена с ионами металлов // Вестн. Саратовск. гос. техн. ун-та. 2006. № 4 (17). Выпуск 2. С. 32-38.

17. Штыков С.Н., Русанова Т.Ю., Смирнова Т.Д., Горин Д.А. Чувствительный элемент оптического сенсора на основе бензопурпурина 4Б для определения кислотности травильных растворов // Журн. аналит. химии. 2004. Т. 59. № 2. С. 198-201.

18. Штыков С.Н., Коренман Я.И., Русанова Т.Ю., Горин Д.А., Калач A.B., Панкин К.Е. Пленки Ленгмюра-Блоджетт как эффективные модификаторы пьезокварцевых сенсоров // Докл. АН. 2004. Т. 396. № 4. С. 508-510.

19. Штыков С.Н., Русанова Т.Ю. Пленки Ленгмюра-Блоджетт как матрицы чувствительных элементов оптических сенсоров кислотности растворов // Докл. АН. 2003. Т. 388. № 5. С. 643-645.

20. Коренман Я.И., Штыков С.Н., Калач A.B., Панкин К.Е., Русанова Т.Ю., Курочкина Г.И., Глазырин А.Е., Грачев М.К. ß-циклодекстрин как эффективный модификатор пьезокварцевых сенсоров // Изв. вузов. Химия и хим. технол. 2003. Т. 46. Вып. 2. С. 31-35.

21. Мельников Г.В., Русанова Т.Ю., Штыков С.Н. Оптические датчики на основе фосфоресценции при комнатной температуре // Датчики и системы. 2002. № 11. С. 29-31.

22. Коренман Я.И., Калач A.B., Русанова Т.Ю., Штыков С.Н. Применение пьезосенсоров на основе пленок Ленгмюра- Блоджетт арахиновой кислоты для детектирования нитроалканов в воздухе И Сенсор. 2002. № 2. С.14-17.

23. Климов Б.Н., Науменко Г.Ю., Воронцова Н.Н., Глуховской Е.Г., Горин Д.А., Калашников С.Н., Штыков С.Н., Русанова Т.Ю. Получение и исследование физико-химических свойств пленок Ленгмюра-Блоджетг на основе соли полиамидокислоты // Изв. ВУЗов. Матер, электрон, техн. 2001. № 1. С. 35-38.

24. Мельников Г.В., Русанова Т.Ю., Штыков С.Н. Влияние солей тяжелых металлов на твердофазную фосфоресценцию при комнатной температуре пирена, адсорбированного на фильтровальной бумаге // Изв. ВУЗов. Химия и хим. технол.. 2001. Том 44. Вып. 4. С. 13-16.

25. Штыков С.Н., Климов Б.Н., Науменко Г.Ю., Мельников Г.В., Смирнова Т.Д., Глуховской Е.Г., Русанова Т.Ю., Горин Д.А. Получение и исследование пленки Ленгмюра-Блоджетг на основе соли полиамидокислоты, содержащей краситель родаминового ряда // Журн. физ. химии. 1999. Т. 73. № 9. С. 16894 691.

Статьи в сборниках

26. Горячева И.Ю., Русанова Т.Ю., Басова Е.Ю., Юрасов Н.А. Новые тест-системы для контроля содержания микотоксинов в продуктах растительного происхождения // Материалы IV Всероссийской научной конференции "Новые достижения в химии и химической технологии растительного сырья», Барнаул: изд-во Алтайского государственного университета, 2009. Книга 2. С. 138-139.

27. Русанова Т.Ю., Таранов В.А., Маркин А.В., Штыков С.Н., Рыжкина И.С. Получение монослоев и пленок Ленгмюра-Блоджетг на основе ацетального аминометилированного каликс[4]резорцинарена // Полифункциональные наноматериалы и нанотехнологии. Сборник статей / Под ред. Г.Е. Дунаевского, В.В. Козика, В.И. Сырямкина, М.А. Гавриленко. Томск: Издательство Томского университета, 2008. Т. 2. С. 25-27.

28. Rusanova Т., Dell'Atti D., Minunni М., Tombelli S., Mascini M., Bogani Р., Buiatti M. Biosensors as new technology for gene doping investigation. In "Sensors and Microsistems", (Siciliano A., ed.), World Scientific Publishing Со. Pte. Ltd (2007). p. 24-30.

29. Черников C.H., Русанова Т.Ю., Штыков С.Н. Разработка чувствительных элементов оптических сенсоров рН на основе золь-гель пленок, содаржащих сульфофталеиновые красители // Межвузовский сборник научных трудов "Современные проблемы теоретической и экспериментальной химии». Саратов: Научная книга, 2007. С. 64-66.

30. Румянцева С.С., Русанова Т.Ю. Влияние рН водной субфазы на поведение ленгмюровских монослоев дифильных каликс[4]резорцинаренов // Межвузовский сборник научных трудов "Современные проблемы теоретической и экспериментальной химии». Саратов: Научная книга, 2007. С. 36-38.

31. Русанова Т.Ю., Штыков С.Н., Мельников Г.В. Влияние матрицы на фосфоресценцию при комнатной температуре иммобилизованного пирена // Межвузовский сборник научных статей «Органические реагенты в организованных средах». Выпуск 7. Саратов: Научная книга, 2003. С. 162— 164.

32. Русанова Т.Ю., Штыков С.Н., Мельников Г.В. Твердофазная фосфориметрия при комнатной температуре // Проблемы аналит. химии. Черкесовские чтения: Сб. науч. статей. Саратов: изд-во "Слово", 2002. С. 230-233.

33. Штыков С.Н., Гусев В.В., Русанова Т.Ю., Горячева И.Ю. Оптоволоконный рН-сенсор на основе конго красного, иммобилизованного на триацетатцеллюлозе // Проблемы аналитической химии. Мустафинские чтения: Сб. науч. статей / под ред. Р.К. Черновой, А.Н. Панкратова. Изд-во Сарат. ун-та, 1999. С. 109-110.

34. Штыков С.Н., Русанова Т.Ю., Смирнова Т.Д., Мельников Г.В. Основные принципы функционирования сенсоров на основе пленок Ленгмюра-Блоджетг. Получение пленок, содержащих аналитические реагенты // Проблемы аналитической химии. Мустафинские чтения: Сб. науч. статей / под ред. Р.К. Черновой, А.Н. Панкратова. Изд-во Сарат. ун-та, 1999. С. 4851.

35. Shtykov S.N., Smirnova T.D., Rusanova T.Yu. Chemical sensors based on Langmuir-Blodgett films. Protolytic properties of film based on methyl orange // Proc. 8th Russian-Japan Joint Symp. on Anal. Chem. (RJSAC'96). Aug. 26-31, 1996: Moscow and Saratov, Russia. P. 129-130.

Депонированные рукописи

36. Штыков C.H., Русанова Т.Ю. Оптические сенсоры / Саратов, ун-т. Саратов, 1995.73 с. Деп. в ВИНИТИ 03.10.95, N 2676-В95.

Учебные пособия

37. Русанова Т.Ю., Штыков С.Н. Нанотехнологии в оптических и пьезоэлектрических сенсорах (учебное пособие) / Саратов: Изд-во «Научная книга», 2009. 64 с.

38. Штыков С.Н., Климов Б.Н., Науменко Г.Ю., Горин ДА., Русанова Т.Ю., Панкин К.Е., Гецьман М.А. Молекулярная электроника и пленки Ленгмюра-Блоджетг (учебное пособие) / Саратов: Изд-во Сарат. ун-та, 2004.116 с.

Патенты

39. Патент на изобретение RU № 2236672 С 2, зарегистрирован 20.09.2004 г. Способ определения нитрометана в воздухе / Коренман Я.И., Калач A.B., Русанова Т.Ю., Штыков С.Н. Приоритет 04.10.2002.

40. Патент на изобретение RU № 2364870 С1, зарегистрирован 20.08.2009 г. Устройство для тест-определения аналита / Горячева И.Ю., Русанова Т.Ю. Приоритет 25.06.2008.

41. Заявка на патент № 2008117724.15. Тест-система для иммуноферментного определения токсикантов / Горячева И.Ю., Белоглазова Н.В., Басова Е.Ю., Карагушева М.А., Русанова Т.Ю. Дата приоритета 04.05.2008. Решение на выдачу патента на изобретение от 21.07.2009 г.

42. Патент на изобретение RU № 2371839, зарегистрирован 27.10.2009 г. Способ получения чувствительного слоя пьезокварцевого сенсора для определения паров органических растворителей / Русанова Т.Ю., Штыков С.Н., Калач A.B. Приоритет 16.09.2008.

Автор выражает искреннюю признательность и благодарность своему научному консультанту, профессору, доктору химических наук Сергею Николаевичу Штыкову за постоянный интерес к работе, за научные идеи, положенные в основу отдельных этапов работы, обсуждение результатов, многолетнее плодотворное сотрудничество; а также зав. кафедрой аналитической химии и химической экологии, заслуженному деятелю науки РФ, доктору химических наук, профессору Римме Кузьминичне Черновой за возможность развития данного направления на кафедре аналитической химии и химической экологии, ценные советы и всестороннюю поддержку.

Автор благодарит зав. кафедрой физики полупроводников СГУ проф. Климова RH. за предоставление возможности постановки экспериментальных работ на ванне Ленгмюра-Блоджетт, проф. М. Mascini (Флорентийский университет) и проф. S. De Saeger (Гентский университет) за возможность проведения части исследований в лабораториях указанных университетов, проф. Рыжкину И.С. и проф. Захарову Л.Я. за предоставление производных каликс[4]резорцинаренов и калике[4]аренов.

Глубокая признательность д.х.н., проф. Горячевой И.Ю., д.х.н., проф. Мельникову Г.В., к.х.н., доц. ГоринуД.А., кх.н., доц. Глуховскому Е.Г., к.х.н., доц. Калачу A.B. за ценные советы и помощь, оказанную на разных этапах выполнения работы.

Русанова Татьяна Юрьевна

НАНО- И СУПРАМОЛЕКУЛЯРНЫЕ СИСТЕМЫ В ОПТИЧЕСКИХ, ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕНСОРАХ И ТЕСТ-МЕТОДАХ АНАЛИЗА

02.00.02 - аналитическая химия

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора химических наук

Ответственный за выпуск к.х.н. доц. Смирнова Т.Д.

Подписано в печать 25.09.2009 Формат 60x84/16. Объем 2,5 печ. л. Тираж 120 экз.

Содержание диссертации автор исследовательской работы: доктора химических наук, Русанова, Татьяна Юрьевна

Введение

Глава 1. Применение нано- и супрамолекулярных систем в химических сенсорах (литературный обзор).

1.1. Наноразмерные пленки Ленгмюра-Блоджетт.

1.2. Нанопористые золь-гель материалы.

1.3. Супрамолекулярные комплексы на основе каликс[п]аренов и каликс[п]резорцинаренов.

1.4. Супрамолекулярные комплексы «антиген-антитело».

Глава 2. Монослои и пленки Ленгмюра-Блоджетт, содержащие кислотно-основные и люминесцентные индикаторы.

2.1. Экспериментальные условия.

2.2. Выбор матрицы для введения реагентов в монослой.

2.3. Смешанные монослои, содержащие кислотно-основные индикаторы.

2.3.1. Смешанные монослои метилового оранжевого.

2.3.2. Смешанные монослои бисазосоединений.

2.4. Смешанные монослои, содержащие люминофоры.

2.4.1. Пирен-содержащие монослои.

2.4.2. Монослои, содержащие красители родаминового ряда.

2.5. Пленки Ленгмюра-Блоджетт, содержащие кислотно-основные и люминесцентные индикаторы.

Глава 3. Монослои и пленки Ленгмюра-Блоджетт на основе каликс[41аренов и каликс[4]резорцинаренов.

3.1 Экспериментальные условия.

3.2. Монослои каликс[4]аренов и каликс[4]резорцинаренов на границе раздела фаз воздух/вода.

3.3. Взаимодействие калике[4]аренов и каликс[4]резорцинаренов с ионами металлов на границе раздела фаз воздух/водный раствор.

3.4. Пленки Ленгмюра-Блоджетт на основе каликс[4]резорцинаренов и их комплексов с металлами.

3.5. Пленки Ленгмюра-Блоджетт полиоксиэтилированных каликс[4]аренов.

Глава 4. Пленки Ленгмюра-Блоджетт с кислотно-основными индикаторами: протолитические свойства н применение в оптических сенсорах рН.

4.1. Экспериментальные условия.

4.2. Протолитические свойства метилового оранжевого.

4.3. Протолитические свойства бисазокрасителей.

4.4. Применение пленок Ленгмюра-Блоджетт и биополимеров с иммобилизованными бисазоиндикаторами в качестве чувствительных элементов сенсоров кислотности среды.

Глава 5. Пленки Ленгмюра-Блоджетт с иммобилизованными люминофорами: свойства и применение в оптических сенсорах.

5.1. Экспериментальные условия.

5.2. Флуоресцентные характеристики родаминовых красителей и пирена в растворах и иммобилизованных в пленках Ленгмюра

Блоджетт.

5.3. Исследование процессов тушения флуоресценции родаминовых красителей и пирена в растворах и пленках Ленгмюра-Блоджетт.

5.4. Фосфоресценция при комнатной температуре пирена и его производных, иммобилизованных в пленках Ленгмюра-Блоджетт и целлюлозной матрице, и ее использование в сенсорах.

Глава 6. Пленки Ленгмюра-Блоджетт как чувствительные слои пьезокварцевых сенсоров для определения легколетучнх органических соединений.

6.1. Экспериментальная часть.

6.2. Пьезоэлектрические сенсоры на основе пленок Ленгмюра

Блоджетт для определения нитроалканов. б.З. Пьезоэлектрические сенсоры на основе пленок Ленгмюра-Блоджетт для определения паров легколетучих органических соединений.

Глава 7. Наноразмерные пленки как чувствительные слои пьезоэлектрических биосенсоров.

7.1. ДНК-сенсор для определения гена усиленного зеленого флуоресцирующего белка.

7.1.1. Экспериментальные условия.

7.1.2. Принцип действия ДНК-биосенсора.

7.1.3. Иммобилизация ДНК-зондов.

7.1.4. Определение комплементарных синтетических олигонуклеотидов с использованием ДНК-сенсора.

7.1.5. Обнаружение гена, кодирующего усиленный зеленый флуоресцирующий белок, в амплифицированных образцах плазмидной ДНК.

7.2. Иммуносенсор для определения пирена в водных средах.

7.2.1. Экспериментальные условия.

7.2.2. Принцип действия иммуносенсоров.

7.2.3. Иммобилизация антител для разработки сенсора на основе прямого конкурентного формата иммуноанализа.

7.2.4. Иммобилизация производных пирена для разработки сенсора на основе непрямого конкурентного формата иммуноанализа.

7.2.5. Выбор оптимальных условий иммуноанализа.

7.2.6. Определение пирена в питьевой и водопроводной воде.

Глава 8. Получение, исследование и применение в химических сенсорах золь-гель материалов, содержащих аналитические реагенты.

8.1. Экспериментальные условия.

8.2. Получение золь-гель материалов с иммобилизованными аналитическими реагентами и их характеристика.

8.3. Пленки с иммобилизованными кислотно-основными индикаторами: протолитические свойства и использование в качестве чувствительных элементов оптических рН-сенсоров.

8.4. Золь-гель материалы с иммобилизованными антителами в иммуноаффинном концентрировании и определении пирена.

Глава 9. Супрамолекулярные системы «антиген - антитело» на твердой поверхности и их использование в тест-анализе.

9.1. Экспериментальные условия.

9.2. Принцип действия иммунохимических тест-систем.

9.3. Иммунохимическое тест-определение охратокспна А в стандартных растворах.

9.3 Л. Выбор оптимальных условий определения охратоксина А в стандартных растворах с использованием иммунофильтрационного мембранного теста.

9.3.2. Выбор оптимальных условий иммунофильтрационного тест-определения охратоксина А в стандартных растворах с использованием геля.

9.4. Иммунохимическое тест-определение охратоксина А в вине.

9.5. Разработка методики иммунофильтрационного тест-метода определения охратоксина А в кормах для животных.

Введение диссертация по химии, на тему "Нано- и супрамолекулярные системы в оптических, пьезоэлектрических сенсорах и тест-методах анализа"

В настоящее время особо актуальным является создание малогабаритных и недорогих аналитических устройств сенсорного типа для экспрессного определения химических соединений в промышленных и природных объектах [1]. Минимум пробоподготовки или ее полное отсутствие, быстрота получения аналитической информации, нетребовательность к квалификации работника делает разработку сенсорных устройств и чувствительных элементов к ним одним из наиболее перспективных направлений аналитической химии на сегодняшний день и в ближайшем будущем. Однако узкие области функционирования и небольшой ассортимент доступного сенсорного оборудования, невысокая чувствительность и избирательность современных образцов, а также высокая цена на них и их зарубежные аналоги требует разработки новых подходов к созданию недорогих экспрессных сенсорных устройств, главной составляющей которых является чувствительный элемент на основе иммобилизованного на твердой подложке аналитического реагента (молекулы-рецептора) [2,3]. Современные тенденции развития сенсорных устройств все более тяготеют к усложнению их инструментальной базы, что не всегда удовлетворяет заказчиков и потребителей из-за резкого повышения стоимости аналитических услуг. Альтернативное направление может быть основано на использовании супрамолекулярной химии (молекул-рецепторов, действующих по принципу "гость-хозяин", комплексов антиген-антитело) [4] и нанотехнологий (золь-гель и Ленгмюра-Блоджетт) [5-7] при формировании чувствительного слоя сенсора или тест-системы, позволяющих направленно изменять аналитические параметры реакций определения веществ в различных природных и промышленных объектах [8-10].

Целью работы являлась разработка методологии создания и применения в анализе чувствительных слоев оптических и пьезоэлектрических сенсоров и тест-средств на основе нано- и супрамолекулярных систем.

Для достижения цели требовалось решить следующие задачи:

• исследовать свойства монослоев индивидуальных дифильных веществ и их смесей с аналитическими реагентами (кислотно-основными индикаторами, органическими люминофорами, алкилированными производными каликс[4]аренов и каликс[4]резорцинаренов) на границе раздела фаз воздух/вода и выявить факторы, влияющие на характеристики монослоев и их перенос на твердые подложки;.

• разработать подходы к получению чувствительных слоев сенсоров на основе наноразмерных пленок Ленгмюра-Блоджетт (ЛБ), содержащих различные аналитические реагенты;

• изучить спектральные, протолитические и комплексообразующие свойства аналитических реагентов, иммобилизованных в наноразмерные пленки, и выявить их особенности в сравнении со свойствами в растворах и пленках, полученных традиционными способами;

• получить нанопористые золь-гель (3-Г) материалы, содержащие аналитические реагенты и оценить возможности их применения в анализе;

• найти подходы к модификации пьезоэлектрических датчиков, основанные на применении наноразмерных пленок, содержащих синтетические (каликс[4]арены и каликс[4]резорцинарены) и природные (антитела, фрагменты ДНК) молекулы-рецепторы;

• исследовать аналитические свойства супрамолекулярных комплексов "антиген-антитело", образующихся в наноразмерных и нанопористых структурах;

Научная новизна

• Выявлен характер влияния матрицы пленки на константы ионизации, интервал изменения окраски индикаторов и метрологические характеристики оптических сенсоров, полученных по технологиям Ленгмюра-Блоджетт и золь-гель; предложены подходы к регулированию и расширению определяемого интервала кислотности среды с использованием оптических сенсоров, основанные на варьирование метода иммобилизации и природы матрицы пленки ЛБ.

Практическая значимость работы

Определены основные направления прикладного использования нанотехнологий и супрамолекулярных систем .в химических сенсорах и тест-методах анализа, заключающиеся в:

- расширении и регулировании интервала определяемых рН с использованием оптических сенсоров;

- новых биоспецифических способах определения веществ, характеризующихся быстротой, возможностью внелабораторного применения, высокой чувствительностью, а именно: пирена в водных средах (с пределом обнаружения 0,07 нг/мл и максимальной погрешностью не более 15 %); охратоксина А в вине и кормах для животных на уровнях, соответствующих европейскому и российскому законодательству; гена, кодирующего усиленный зеленый флуоресцирующий белок, что может применяться для контроля генного допинга;

На защиту автор выносит:

• Результаты определения физико-химических характеристик аналитических реагентов, иммобилизованных в наноразмерные пленки, полученные по технологии Ленгмюра-Блоджетт и нанопористые структуры, полученные по золь-гель технологии.

Апробация результатов исследования

Работа частично выполнена в рамках следующих научных проектов:

1) РФФИ, проект № 97-03-33393 "Микрогетерогенные организованные среды на основе супра- и надмолекулярных систем в аналитической химии" (19971999 гг.); (2) РФФИ, проект № 01-03-32649 "Самоорганизующиеся супрамолекулярные системы в аналитической химии" (2001-2003 гг.); (3) РФФИ, проект для молодых ученых № 02-03-06292-мас "Организованные супрамолекулярные системы на твердых подложках" (2002 г.); (4) РФФИ, проект № 04-03-32946 "Развитие стратегии применения нанореакторов на основе организованных сред в химическом анализе" (2004-2006 гг.) (5) Минобразования России, проект № 97-0-9.5-40 "Особенности переноса энергии возбуждения молекул в организованных микрогетерогенных средах и их использование в люминесцентном анализе полиароматических углеводородов" (1997-2000 гг.); (6) Минобразования России, проект № Е00-5.0-253 "Концепция селективного люминесцентного определения веществ, основанная на использовании переноса энергии электронного возбуждения в организованных средах" (2001-2002 гг.); (7) Минобразования России, проект № Е02-5.0-65. "Супрамолекулярные ансамбли на основе ПАВ и молекул-рецепторов для создания химических сенсоров на основе биополимеров, золь-гель- и ЛБ-технологий" (2003-2004 гг.); (8) Минобразования России, проект № 45166 "Создание новых наноструктурных материалов и композитов с заданными физико-химическими, аналитическими и биологическими свойствами" (2005 г.); (9) Минобразования России, проект № 45432 "Наноразмерные супрамолекулярные системы в концентрировании и люминесцентном определении природных и техногенных экотоксикантов" (2005 г.); (10) Федерального агентства по науке и инновациям, проект № 2007-3-1.3-28-01-229 "Создание мембран и каталитических систем на основе нанотехнологий, наносистем и принципов самосборки" (2007 г.); (11) РФФИ, проект № 08-0300725 "Наносистемы и принципы супрамолекулярной химии в химическом анализе" (2008-2010 гг.).

Основные результаты работы представлены на VIII и X Российско-японских симпозиумах по аналитической химии (RJSAC, Москва-Саратов, 1996 и Москва-С-Петербург, 2000), I и II Всероссийских конференциях молодых ученых (Саратов, 1997, 1999), I и II Всероссийских семинарах "Проблемы и достижения люминесцентной спектроскопии" (Саратов, 1998, 2001), III Всероссийской конференции по анализу объектов окружающей среды "Экоаналитика-98" (Краснодар, 1998), XXIV Европейском конгрессе по молекулярной спектроскопии (Прага, 1998), региональной конференции "Мустафинские чтения: проблемы аналитической химии" (Саратов, 1999), VII Всероссийской конференции "Органические реагенты в аналитической химии" (Саратов, 1999), Всероссийской конференции с международным участием "Сенсор-2000. Сенсоры и микросистемы" (Санкт-Петербург, 2000), IV Международной молодежной научной школы по оптике, лазерной физике и биофизике "Проблемы оптической физики" (Саратов, 2000), Международной конференции по люминесценции, посвященной 110-летию со дня рождения С.И. Вавилова (Москва, 2001), Питтсбургских конференциях по аналитической химии и прикладной спектроскопии (PITTCON 2001, PITTCON 2002, Новый Орлеан, США), региональной конференции "Черкесовские чтения: Проблемы аналитической химии" (Саратов, 2002), II Международном симпозиуме "Molecular design and synthesis of supramolecular architectures" (Казань, 2002), XVI Европейской конференции "Chemistry at Interfaces" (Владимир, 2003), Международном Форуме "Аналитика и аналитики" (Воронеж, 2003), II Всероссийском симпозиуме "Тест-методы химического анализа" (Саратов, 2004), IV Международной конференции "Химия высокоорганизованных веществ и научные основы нанотехнологии" (С.-Петербург, 2004), Международной конференции "Physico-chemical foundations of high technologies of XXIst century" (Москва, 2005), Международной конференции "Analytical chemistry and chemical analysis" (Киев, 2005), III и IV международных конференциях "Супрамолекулярные системы в химии и биологии" (Туапсе,

2006, 2008), Международном конгрессе по аналитическим наукам (ICAS, Москва, 2006), Международной конференции "Modern physical chemistry for advanced materials" (Харьков, Украина, 2007), Менделеевском съезде по общей и прикладной химии (Москва, 2007), II Всероссийской конференции по аналитической химии с международным участием (к юбилею академика Ю.А. Золотова) "Аналитика России - 2007" (Краснодар, 2007), рабочем совещании Workshop Bilateral Scientific Cooperation Flanders-Russia "Express immunochemical detection techniques for food and water" (Гент, Бельгия, 2007), VII Украинской конференции по аналитической химии с международным участием (Одесса, Украина, 2008), Международном рабочем совещании "Nanoparticles, nanostructured coatings and microcontainers: technology, properties, application" (Саратов, 2009), VII Всероссийской конференции по анализу объектов окружающей среды "Экоаналитика-2009" (Йошкар-Ола, 2009).

В диссертации изложены результаты исследований, выполненных автором лично, а также дипломниками и аспирантом, работавшими под руководством и соруководством автора. Личный вклад автора в работы, выполненные в соавторстве и включенные в диссертацию, состоит в разработке подходов к использованию нанотехнологий для создания сенсоров, прогнозировании путей управления метрологическими характеристиками сенсоров, обосновании основных направлений их практического применения, а также систематизации, обобщении и анализе полученных результатов.

Заключение диссертации по теме "Аналитическая химия"

ВЫВОДЫ

1. Разработана методология применения нанотехнологий Ленгмюра-Блоджетт, золь-гель и полиинной самосборки, супрамолекулярных эффектов, позволяющих регулировать и существенно расширить возможности большого круга традиционных аналитических реагентов, а также синтетических молекул-рецепторов (калике [4] аренов и калкс[4]резорцинаренов) и природных биоспецифических молекул (антитела, фрагменты ДНК) для создания оптических, пьезоэлектрических сенсоров и тест-систем.

2. Исследовано поведение монослоев на границе раздела фаз воздух/вода на основе амфифильных аналитических реагентов (алкилированные производные каликс[4]аренов и калике[4]резорцинаренов), а также на основе смесей традиционных аналитических реагентов (кислотно-основные индикаторы азо- и бисазо- и бисазоряда, родаминовые красители, производные пирена) с амфифильными матрицами (жирные кислоты, октадецилдиметиламмониевая соль полиамидокислоты). Предложен метод введения гидрофильных реагентов в пленки Ленгмюра-Блоджетт, основанный на принципе образования ионных ассоциатов с поверхностно-активными веществами. Для КА и КРА установлено влияние длины углеводородного радикала, состава субфазы, способа обработки подложки, на поведение монослоев и перенос их на твердые подложки. Показано, что исследованные КРА образуют комплексы с ионами металлов (Ni (И), Си (И), Ей (III), Tb (III) и La (III)) на границе раздела фаз воздух/водный раствор соли. В оптимальных условиях получены пленки ЛБ на основе исследованных монослоев на поверхности пьезокварцевых резонаторов и кварцевых пластин. Предложен способ повышения эффективности переноса монослоев на твердые подложки, основанный на модификации их поверхности методом полиионной сборки.

3. Систематически изучены протолитические свойства кислотно-основных индикаторов, иммобилизованных в пленках, полученных по технологиям Ленгмюра-Блоджетт и золь-гель, биополимерах, а также солюбилизированных в мицеллах ПАВ. Определены значения «кажущихся» констант диссоциации рКаа индикаторов в указанных средах. Показано, что изменения протолитических свойств реагентов, иммобилизованных в пленках ЛБ на основе соли полиамидокислоты, аналогичны таковым при солюбилизации в мицеллах катионных ПАВ, а иммобилизованных в матрице арахиновой кислоты - солюбилизации в мицеллах анионных ПАВ. Иммобилизация индикаторов в золь-гель матрицу смещает рКаа в основную область и расширяет интервал рН изменения окраски индикатора.

5. Исследованы особенности процессов тушения люминесценции красителей родаминового ряда и производных пирена различными "тяжелыми" атомами и кислородом в пленках ЛБ. Введение "тяжелого" иона свинца (II) в пленку на основе арахиновой кислоты позволило впервые наблюдать фосфоресценцию при комнатной температуре молекул пирена. Определена константа скорости тушения триплетных состояний пирена кислородом, составившая 2 ' 109 л/моль'с. Чувствительность фосфоресценции пирена к содержанию кислорода позволяет рекомендовать данную систему в качестве сенсорного элемента на кислород.

6. Предложены способы модификации поверхности пьезокварцевых резонаторов, основанные на использовании технологии ЛБ с применением традиционных дифильных молекул (арахиновая кислота) и алкилированных рецепторных молекул (каликс[4]резорцинаренов), а также биоспецифических покрытий с иммобилизованными антителами и ДНК-зондами. На их основе разработаны:

7. Разработан метод получения иммуноаффинных сорбентов, содержащих специфичные к пирену антитела, основанный на использовании золь-гель технологии. Показано, что полученные золь-гель материалы обладают высокой сорбционной емкостью, возможностью многократного использования (до 12 циклов сорбция/десорбция), позволяют выделять пирен из его разбавленных растворов с фактором концентрирования 100 при степени извлечения 96 %. Разработанная методика применена для выделения и концентрирования пирена из водных объектов с последующим хроматографическим или люминесцентным определением.

8. Расширены возможности использования супрамолекулярных комплексов антиген-антитело для создания тест-систем на охратоксин А, принцип действия которых заключается в сочетании очистки на твердофазном сорбенте, иммуноаффинном концентрировании и иммуноферментном детектировании. Предложен общий подход к созданию тест-устройства, основанный на разделении очищающего и детектирующего слоев и позволяющий снизить матричный эффект пробы. Разработанные тест-методы позволяют проводить определение ОТА в красном вине и кормах для животных на уровне 2 мкг/л и 50 мкг/кг, соответственно.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Настоящая работа является первым систематическим исследованием и обобщением в области теории действия и практического применения нано- и супрамолекулярных систем на основе наноразмерных пленок Ленгмюра-Блоджетт, нанопористых золь-гель материалов, синтетических и природных молекул-рецепторов, в чувствительных слоях пьезоэлектрических, оптических сенсоров и тест-средств. Проведенные исследования показали, что такие технологии и системы обеспечивают возможность точного контроля толщины сенсорного слоя, размера пор, пространственной ориентации функциональных групп, а также изменения гидрофобности и заряда слоя путем варьирования природы матрицы. Особые свойства поверхности в наноразмерных слоях позволяют направленно регулировать протолитические, комплексообразующие и, соответственно, оптические свойства аналитических реагентов при их иммобилизации в чувствительном слое сенсора. Показано, что сочетание нанотехнологий с использованием молекул-рецепторов, образующих супрамолекулярные комплексы с определяемыми веществами, открывает дополнительные возможности улучшения метрологических характеристик сенсоров. При этом достигаются одновременно высокая селективность и чувствительность определения различных веществ без применения дорогостоящего оборудования и сложной пробоподготовки.

Перспективы развития этого направления связаны:

• с поиском новых аналитических систем и реагентов, в особенности высокоспецифичных молекул-рецепторов, эффективность которых при иммобилизации в наноразмерные материалы существенно улучшается;

• разработкой подходов к совершенствованию пьезоэлектрических и оптических сенсоров, тест-методов, методов разделения и концентрирования, позволяющих одновременно проводить выделение, концентрирование и определение токсикантов.

Список источников диссертации и автореферата по химии, доктора химических наук, Русанова, Татьяна Юрьевна, Саратов

1. Эггинс Б. Химические и биологические сенсоры. М.: Техносфера, 2005. 336 с.

2. Катралл Р.В. Химические сенсоры. М.: Научный мир, 2000. 144 с.

3. Золотов Ю.А. Химические сенсоры // Журн. аналит. химии. 1990. Т. 45. № 8. С. 1255-1258.

4. Лен Ж.-М. Супрамолекулярная химия. Концепции и перспективы. Новосибирск: Наука. 1998. 334 с.

5. Нанотехнология в ближайшем десятилетии. Прогноз направления исследований. Под ред. Роко М.К., Уильямса Р.С. и Аливисатоса П. Пер. с англ. М.: Мир, 2002. 292 с.

6. Кобаяси Н. Введение в нанотехнологию. Пер. с яп. М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2005. 134 с.

7. Гусев А.И. Наноматериалы, наноструктуры, нанотехнологии. М.: Физматлит, 2005.416 с.

8. Kalantar-Zadeh К., Fry В. Nanotechnology-Enabled Sensors. Springer Science + Business Media, LLC, 2008. 491 p.

9. Штыков C.H., Русанова Т.Ю. Наноматериалы и нанотехнологии в химических и биохимических сенсорах: возможности и области применения // Рос, хим. журн. (Ж. Рос. хим. об-ва им. Д.И. Менделеева). 2008. Т. LII. № 2. С. 92-100.

10. Riu J., Maroto A., Rius F.X. Nanosensors in environmental analysis 11 Talanta. 2006. Vol. 69. P. 288-301.

11. Davis F., Higson S.P.J. Structured thin films as functional components within biosensors //Biosens. Bioelectron. 2005. Vol. 21. P. 1-20.

12. James S.W., Tatam R.P. Fibre optic sensors with nano-structured Coatings // J. Opt. A: Pure Appl. Opt. 2006. Vol. 8. P. 430-444.

13. Vaseashta A., Dimova-Malinovska D. Nanostructured and nanoscale devices, sensors and detectors // Sci. Technol. Adv. Mater. 2006. Vol. 6. P. 312-318.

14. Shi J., Zhu Y., Zhang X., Baeyens W.R.G., Garcia-Campana A.M. Recent developments in nanomalerial optical sensors // Trends Anal. Chem. 2004. Vol. 23. № 5. P. 351-360.

15. He L., Toh C.-S. Recent advances in analytical chemistry A material approach // Anal. Chim. Acta. 2006. Vol. 556. P. 1-15.

16. Huang X.-J., Choi Y.-K. Chemical sensors based on nanostructured materials // Sens. Actuat. B. 2007. Vol. 122. P. 659-671.1В. Блинов Л.М. Ленгмгоровские пленки // Усп. физич. наук. 1988. Т. 155. Вып. 3. С.443-479.

17. Блинов Л.М. Физические свойства и применение лэнгмюровских моно- и мультимолекулярных структур // Успехи химии. 1983. Т. 52. Вып. 8. С. 1263— 1300.

18. Арсланов В.В. Полимерные монослои и пленки Ленгмюра-Блоджетт. Влияние химической структуры полимера и внешних условий на формирование и свойства организованных молекулярных ансамблей // Успехи химии. 1994. Т. 63. № 1. С. 3— 42.

19. Львов Ю.М., Фейгин Л.А. Ленгмюровские пленки получение, структура, некоторые применения // Кристаллография. 1987. Т. 32. № 3. С. 800-815.

20. Khun Н. Present status and future prospects of Langmuir-Blodgett films research // Thin Solid Films. 1989. Vol. 178. P. 1-16.

21. Ballet P., Van der Auvveraer M., De Schryver F.C. Global analysis of the fluorescence decays of N,N'-dioctadecyl rhodamine В in Langmuir-Blodgett films of diacylphosphatidic acids // J. Phys. Chem. 1996. Vol. 100. P. 13701-13715.

22. Kalinina M.A., Arslanov V.V., Vatsadze S.Z. Ion-sensitive monolayers and Langmuir-Blodgett films of amphiphilic cyclen: selectivity and regeneration // Kolloidnyi Zhumal. 2003. Vol. 65. № 2. P. 201-210.

23. Dutta A.K. Characterization of aggregates of nonamphiphilic anthracene assembled in ultrathin supramolecular Langmuir-Blodgett films // Langmuir. 1997. Vol. 13. № 21. P. 5678-5684.

24. Labuszewska K., Cegielski R., Niedbalska M., Martynski T. Stilbazolium merocyanine systems in Langmuir and Langmuir-Blodgett molecular layers // Coll. Surf. A. 2008. Vol. 321. P. 39-42.

25. Singhal R., Gambhir A., Pandey M.K., Annapoorni S., Malhotra B.D. Immobilization of urease on poly(N-vinyl carbazole)/stearic acid Langmuir- Blodgett films for application to urea biosensor//Biosens. Bioelectron. 2002. Vol. 17. P. 697-703.

26. Saito K., Ikegami K., Kuroda S., Saito M., Tabe Y., Sugi M. Modification of aggregate formation in arachidic-acid-cyanine-dye complex Langmuir-Blodgett films by substituent groups // J. Appl. Phys. 1991. Vol. 69. № 12. P. 8291-8297.

27. Shiratori S.S., Kohno K., Yamada M. High performance smell sensor using spatially controlled LB films with polymer backbone // Sens. Actuat. B. 2000.Vol. 64. P. 70-75.

28. Wang F., Wu Y., Liu J., Ye B. DNA Langmuir-Blodgett modified glassy carbon electrode as voltammetric sensor for determinate of methotrexate // Electrochim. Acta. 2009. Vol. 54. P. 1408-1413.

29. Abdelmalek F., Shadaram M., Boushriha H. Ellipsometry measurements and impedance spectroscopy on Langmuir-Blodgett membranes on Si/SiC^ for ion sensitive sensor// Sens. Actuat. B. 2001. Vol. 72. P. 208-213.

30. Ohnuki H., Saiki Т., Kusakari A., Endo II., Ichihara M., Izumi M. Incorporation of glucose oxidase into Langmuir-Blodgett films based on prussian blue applied to amperometric glucose biosensor // Langmuir. 2007. Vol. 23. P. 4675^1681.

31. Kusakari A., Izumi M., Ohnuki H. Preparation of an enzymatic glucose sensor based on hybrid organic-inorganic Langmuir-Blodgett films: Adsorption of glucose oxidase into positively charged molecular layers // Coll. Surf. A. 2008. Vol. 321. P. 47-51.

32. Ito Sh., Okubo H., Ohmori S., Yamamoto M. Energy transfer and excimer formation in layered polymer films prepared by the Langmuir-Blodgett technique // Thin Solid Films. 1989. Vol. 179. P. 445^149.

33. Shtykov S.N., Rusanova T.Yu., Kalach A.V., Pankin K.E. Application of Langmuir-Blodgett films as modifiers of piezoresonance sensors // Sens. Actuat. B. 2006. Vol. 114. № 1.Р. 497-499.

34. Moreira W.C., Aroca R. Spectroscopic and gas adsorption properties of thulium bisphthalocyanine Langmuir-Blodgett films // Spectrochim. Acta. A. 1995. Vol. 51. № 13. P. 2325-2334.

35. Wang H.-Y., Lando J.B. Gas-sensing mechanism of phthalocyanine Langmuir-Blodgett films // Langmuir. 1994. Vol. 10. № 3. P. 790-796.

36. Li J.P., Tredgold R.H., Jones R. Interactions of nitrogen dioxide with Langmuir-Blodgett films of a copper porphyrin // Thin Solid Films. 1990. Vol. 186. P. 167-176.

37. Grate J.W., Klusty M., Barger W.R., Snow A.W. Role of selection sorption in chemiresistor sensors for organophosphorus detection // Anal. Chem. 1990. Vol. 62. P. 1927-1934.

38. Granito C., Wilde J.N., Petty M.C., Houghton S., Iredale P.J. Toluene vapour sensing using copper and nickel phthalocyanine Langmuir-Blodgett films // Thin Solid Films. 1996. Vol. 284-285. P. 98-101.

39. Ding H., Li W., Wang H. Прогресс в повышении чувствительности по отношению к газам фталоцианиновых пленок Ленгмюра-Блоджетт // Huaxue tjngbao Chemistry. 1996. № 11. P. 5-9.

40. Rella R., Serra A., Siciliano P., Tepore A., Valli L., Zocco A. Effects of N02 oxidizing gas on a novel phthalocyanine Langmuir-Blodgett thin film // Thin Solid Films. 1996. Vol. 286. P. 256-258.

41. Казанцева З.И., Лаврик H.B., Набок A.B. Пленки Ленгмюра-Блоджетт фталоцианина меди в качестве чувствительного элемента сенсора оксидов азота в атмосфере // Поверхность: Физ., химия, мех. 1994. № 1. С. 64-70.

42. Kim S.-R. The characteristics of metallophthalocyanine mono-, multilayer and application to the gas sensor for N02 // Synth. Metals. 1995. Vol. 71. № 1-3. P. 22932294.

43. Emelianov I.L., Khatko V.V. Gas sensing properties of the composite Langmuir-Blodgett films: effects of the film thickness and the Cd2+ addition into the subphase // Sens. Actuat. B. 1999. Vol. 60. P. 221-227.

44. Valli L. Phthalocyanine-based Langmuir-Blodgett films as chemical sensors // Adv. Colloid Interface Sci. 2005. Vol. 116. P. 13-44.

45. Xie D., W. Pan, Y.D. Jiang, Y.R. Li. Erbium bisphthalocyaninato. complex LB film gas sensor // Mat. Lett. 2003. Vol. 57. P. 2395-2398.

46. Xie D., Jiang Y. The properties of praseodymium bisoctakis(octyloxy)-phthalocyaninato. complex Langmuir-Blodgett films for N02 sensor // Sens. Actuat. B. 2003. Vol. 93. P. 379-383.

47. Xie D., Jiang Y.D., Ning Y.G., Jiang J.Z., Wu Z.M., Li Y.Y. Study on the characteristics and relative properties of Langmuir-Blodgett films based on substituted bisphthalocyaninato. rare earth(III) complexes // Mat. Lett. 2001. Vol. 51. P. 1-6.

48. Dunbar A.D.F., Richardson Т.Н., McNaughton A.J., Hutchinson J., Hunter C.A. Investigation of free base, Mg, Sn, and Zn substituted porphyrin LB films as gas sensors for organic analytes //J. Phys. Chem. B. 2006. Vol. 110. P. 16646-16651.

49. Richardson Т.Н., Brook R.A., Davis F., Hunter C.A. The N02 gas sensing properties of calixarene/porphyrin mixed LB films // Coll. Surf. A. 2006. Vol. 284-285. P. 320325.

50. Olivati C.A., Riul A.Jr., Balogh D.T., Oliveira Jr.O.N., Ferreira M. Detection of phenolic compounds using impedance spectroscopy measurements // Bioprocess Biosyst. Eng. 2009. Vol. 32. P. 41-46.

51. Kang S.T., Ahn H. Dicyanopyrazine-linked porphyrin Langmuir-Blodgett films // J. Coll. Interf. Sci. 2008. Vol. 320. P. 548-554.

52. Manigandan S., Jain A., Majumder S., Ganguly S., Kargupta K. Formation of nanorods and nanoparticles of polyaniline using Langmuir Blodgett technique: Performance study for ammonia sensor // Sens. Actuat. B. 2008. Vol. 133. P. 187-194.

53. Lange U., Roznyatovskaya N.V., Mirsky V.M. Conducting polymers in chemical sensors and arrays (review) // Anal. Chim. Acta. 2008. Vol. 614. P. 1-26.

54. Saxena V., Choudhury S., Gadkari S.C., Gupta S.K., Yakhmi J.V. Room temperature operated ammonia gas sensor using polycarbazole Langmuir-Blodgett film // Sens. Actuat. B. 2005. Vol. 107. P. 277-282.

55. Howarth V.A., Cui D.F., Petty M.C., Ancelin H., Yarvvood J. Phospholipid-based potassium-selective Langmuir-Blodgett films // Thin Solid Films. 1989. Vol. 180. P. 111-115.

56. Prabhakaran D., Nanjo H., Matsunaga H. Naked eye sensor on polyvinyl chloride platform of chromo-ionophore molecular assemblies: A smart way for the colorimetric sensing of toxic metal ions //Anal. Chim. Acta. 2007. Vol. 601. P. 108-117.

57. Prabhakaran D., Yuehong M., Nanjo H., Malsunaga H. Naked-eye cadmium sensor: using chromoionophore arrays of Langmuir-Blodgett molecular assemblies // Anal. Chem. 2007. Vol. 79. P. 4056-4065.

58. Zheng H., Yan Zh., Dong H., Ye B. Simultaneous determination of lead and cadmium at a glassy carbon electrode modified with Langmuir-Blodgett film of p-tert-butylthiacalix4.arene // Sens. Actuat. B. 2007. Vol. 120. P. 603-609.

59. Wang F., Liu Q., Wu Y., Ye B. Langmuir-Blodgett film of p-tert-butylthiacalix4.arene modified glassy carbon electrode as voltammetric sensor for the determination of Ag+11 J. Electroanal. Chem. 2009. Vol. 630. P. 49-54.

60. Ohnishi M., Ishibashi Т., Aoki M., Ishimoto C. Gas sensitivity of a modified surface of a surface acoustic wave device by chemical adsorption technique and Langmuir-Blodgett technique // Jpn. J. Appl. Phys. 1994. Vol. 33. P. 5981-5986.

61. Choi S.-A., Kim S.-R., Kim J.-D., Park M.S., Chang Y.K., Chang S.M. The characteristics of quartz crystal microbalance coated with lipid Langmuir-Blodgett films as an olfactory sensing system // Sens. Mat. 1996. Vol. 9. № 8. P. 513-521.

62. Chen Z., Ng S., Li S.F.Y., Zhong 1., Xu L., Chan H.S.O. The fabrication and evaluation of a vapour sensor based on quartz crystal microbalance coated with poly(o-anisidine) Langmuir-Blodgett layers // Synth. Metals. 1997. Vol. 87. № 3. P. 201-204.

63. Furuki M., Pu L.S. Hybrid gas detector of squarylium dye Langmuir-Blodgett film deposited on a quartz oscillator // Thin Solid Films. 1992. Vol. 210-211. № 1-2.P. 471473.

64. Kalinina M.A., Golubev N.V., Raitman O.A., Selector S.L., Arslanov V.V. A novel ultra-sensing composed Langmuir-Blodgett membrane for selective calcium determination in aqueous solutions // Sens. Actuat. B. 2006. Vol. 114". P. 19-27.

65. Penza M., Tagliente M.A., Aversa P., Cassano G., Capodieci L. Single-walled carbon nanotubes nanocomposite microacoustic organic vapor sensors// Mater. Sci. Eng. C. 2006. Vol. 26. P. 1165-1170.

66. Furuki M., Ageishi К., Kim S., Ando I., Lyong Sun Pu. Hyghly sensitive N02 optical detector with squarylium dye Langmuir-Blodgett film containing J aggregate // Thin Solid Films. 1989. Vol. 180. P. 193-198.

67. Besvvick R.B., Pitt C.W. Optical detection of toxic gases using fluorescent porphyrin Langmuir-Blodgett films //J. Coll. Interf. Sci. 1988. Vol. 124. № 1. P. 146-155.

68. Schaffar B.B.P., Wolfbeis O.S. New optical chemical sensors based on the Langmuir-Blodgett technique // Proc. Soc. Photo-Opt.Instrum. Eng. 1988. Vol. 990. P. 122-129.

69. Aizawa M., Matsuzawa M., Shinohara H. An optical chemical sensor using a fluorophor-embedded Langmuir-Blodgett film // Thin Solid Films. 1988. Vol. 160. P. 477-481.

70. Budach W., Ahuja R.C., Mobius D. Metal ion sensor based on dioctadecyldithiocarbamate-metal complex induced energy transfer // Thin Solid Films. 1992. 210-211.№ 1-2. P. 434-436.

71. Ince R., Narayanaswamy R. Analysis of the performance of interferometry, surface plasmon resonance and luminescence as biosensors and chemosensors // Anal. Chim. Acta. 2006. Vol. 569. P. 1-20.

72. Shankaran D.R., Miura N. Trends in interfacial design for surface plasmon resonance based immunoassays // J. Phys. D. 2007. Vol. 40. P. 7187-7200.

73. Capan R., Acikba§ Y., Evyapan M. A study of Langmuir-Blodgett thin film for organic vapor detection // Mat. Lett. 2007. Vol. 61. P. 417-420.

74. Olsen E.V., Pathirana S.T., Samoylov A.M., Barbaree J.M., Chin B.A., Neely W.C., Vodyanoy V. Specific and selective biosensor for Salmonella and its detection in the environment//J. Microbiol. Meth. 2003. Vol. 53. P. 273-285.

75. Penza M., Cassano G., Aversa P., Antolini F., Cusano A., Cutolo A., Giordano M., Nicolais L. Alcohol detection using carbon nanotubes acoustic and optical sensors // Appl. Phys. Lett. 2004. Vol. 85. № 12. P. 2379-2381.

76. Yang Y., Jiang Y., Xu J., Yu J. PEDOT multilayer LB films and their gas sensitivity based on quartz crystal microbalance // Mat. Sci. Engineer. B. 2007. Vol. 139. P. 251— 255.

77. Malhotra B.D., Singhal R., Chaubey A., Sharma S.K., Kumar A. Recent trends in biosensors // Curr. Appl. Phys. 2005. Vol. 5. P. 92-97.

78. Sabatani E., Kalisky Y., Berman A., Golan Y., Gutman N., Urbach В., Sa'ar A. Photoluminescence of polydiacetylene membranes on porous silicon utilized for chemical sensors // Opt. Mater. 2008. Vol. 30. P. 1766-1774.

79. Schaffar B.P.H., Wolfbeis O.S., Leitner A. Effect of Langmuir-Blodgett layer composition on the response of ion-selective optrodes for potassium, based on the fluorimetric measurement of membrane potential // Analyst. 1988. Vol. 113. P. 693-697.

80. Morisawa H., Uematsu H., Muto S. Optical humidity sensor with a fast response time using dye-adsorbed Langmuir-Blodgett films // Jap. J. Appl. Phys. Pt. 2. 1992. Vol. 31. P. L1202-L1207.

81. Dumaine-Bouaziz M., Cordier D., Morelis R.M., Coulet P.R. Immobilization inside Langmuir-Blodgett films of a fluorescent artificial receptor for Zn(II) recognition // Langmuir. 1997. Vol. 13. № 21. P. 5711-5717.

82. Zhao X., Xie X., Xia X., Li H., Wang K., Huang C., Li Т., Xu L. Effect of gas environment on second harmonic generation of Langmuir-Blodgett films // Thin Solid Films. 1995. Vol. 263. № 1. P. 15.

83. Agbor N.E. Cresswell J.P., Petty M.C., Monkman A.P. An optical gas sensor based on Langmuir-Blodgett films // Sens. Actuat. B. 1997. Vol. 41. P. 137-141.

84. Daly S.M., Grassi M., Shenoy D.K., Ugozzoli F., Dalcanale E. Supramolecular surface plasmon resonance (SPR) sensors for organophosphorus vapor detection // J. Mater. Chem. 2007. Vol. 17. P. 1809-1818.

85. Kele P., Orbulescu J., Calhoun T.L., Gawley R.E., Leblanc R.M. Langmuir monolayer and Langmuir-Blodgett film studies of an amphiphilic coumaryl crown ether //Langmuir. 2002. Vol. 18. P. 8523-8526.

86. Sastry M., Ramakrishnan V., Pattarkine M., Gole A., Ganesh K.N. Hybridization of DNA by sequential immobilization of oligonucleotides at the air-water interface // Langmuir. 2000. Vol. 16. P. 9142-9146.

87. Xiao C., Yang M., Sui S. DNA-containing organized molecular structure based on controlled assembly on supported monolayers // Thin Solid Films. 1998. Vol. 327. P. 647-651.

88. Sriyudthsak M., Yamagishi H., Morizumi T. Enzyme-immobilized Langmuir-Blodgett film for a biosensor // Thin Solid Films. 1988. Vol. 160. P. 463^169.

89. Okahata Y., Tsuruta Т., Ijiro K., Ariga K. Langmuir-Blodgett films of an enzyme-lipid complex for sensor membranes // Langmuir. 1988. Vol. 4. P. 1373-1375.

90. Eremenko A., Kurochin I., Chernov S., Barmin A., Yaroslavov A., Moskvitina T. Monomolecular enzyme films stabilized by amphiphilic polyelectrolytes // Ibid. 1995. Vol. 260. P. 212-216.

91. Yasuzawa M., Hashimoto M., Fujii S., Kunugi A., Nakaya T. Preparation of glucose sensors using the Langmuir-Blodgett technique // Sens. Actuat. B. 2000. Vol. 65. P. 241-243.

92. Singhal R., Chaubey A., Srikhirin Т., Aphiwantrakul S., Pandey S.S., MalhotraB.D. Immobilization of glucose oxidase onto Langmuir-Blodgett films of poly-3-hexylthiophene // Curr. Appl. Phys. 2003. Vol. 3. P. 275-279.

93. Watanabe N., Ohnuki H., Saiki Т., Endo H., Izumi M., Imakubo T. Conducting organic Langmuir-Blodgett films as chemical sensors // Sens. Actuat. B. 2005. Vol. 108. p. 404-408.

94. Choi J.-W., Kim Y.-K., Lee I.-H., Min J., Lee W.H. Optical organophosphorus biosensor consisting of acetylcholinesterase/viologen hetero Langmuir-Blodgett film // Biosens. Bioelectron. 2001. Vol. 16. P. 937-94.

95. Ramanathan K., Ram M.K. Malholtra B.D., Surya A., Murthy N. Application of polyaniline-Langmuir-Blodgett films as a glucose biosensor// Mater. Sci. Eng. C. 1995. Vol. 3.P. 159-163.

96. Anzai J., Hashimoto J., Osa Т., Matsuo T. Penicillin sensors based on an ion-sensitive field effect transistor coated with stearic acid Langmuir-Blodgett membrane // Anal. Sci. 1988. Vol. 4. P. 247-256.

97. Cabaj J., Soloducho J., Chyla A., Bryjak J., Zynek K. The characterization of ordered thin films built of immobilized phenoloxidases // Sens. Actuat. B. 2009. Vol. 136. P. 425^131.

98. Malhotra B.D., Singhal R. Conducting polymer based biomolecular electronic devices // Pramana. 2003. Vol. 61. № 2. P. 331-343.

99. Matharu Z., Pandey P., Pandey M.K., Gupta V., Malhotra B.D. Functionalized gold nanoparticles octadecylamine hybrid Langmuir-Blodgett film for enzyme sensor // Electroanalysis. 2009. Vol. 21. № 14. P. 1587-1596.

100. Nicolini C., Adami M., Dubrovsky Т., Erokhin V., Facci P., Paschkevitsch P., Sartore M. High-sensitivity biosensor based on LB technology and on nanogravimetry // Sens. Actuat. B. 1995. Vol. 24. P. 121-128.

101. Choi J.W., Pari J.PI., Lee W.C., Oh B.K., Min J.H., Lee W.H. Fluorescene immunoassay of HDL and LDL using protein A LB film // J. Microbiol. Biotechnol. 2001. Vol. 11. P. 979-985.

102. Wohnrath K., Pessoa C.A., Dos Santos P.M., Garcia J.R., Batista A.A., Oliveira O.N. Etude de la conducivite ionique des hydrurofluorures CaF2-tH^ // J. Progr. Solid State Chem. 2005. Vol. 33. P. 243-252.

103. Bl inker C.J., Sherer G.W. Sol-Gel Science: The Physics and Chemistry of Sol-Gel Processing. Academic Press. San Diego, 1990.

104. Gvishi R. Fast sol-gel technology: from fabrication to applications // J. Sol-Gel Sci. Technol. (Springer). 2009.

105. Lev O., Tsionsky M., Rabinovich L., Glezer V., Sampath S., Pankratov I. Organically modified sol-gel sensors // Anal. Chem. 1995. Vol. 67. P. 22A-30A.

106. Collinson M.M. Recent trends in analytical applications of organically modified silicate materials // Trends Anal. Chem. 2002. Vol. 21. P. 30-38.

107. MacCraith B.D., McDonagh C.M., CTKeeffe G., McEvoy A.K., Butler Т., Sheridan F.R. Sol-gel coatings for optical chemical sensors and biosensors // Sens. Actuat. B. 1995. Vol. 29. №51. P. 57.

108. Klein L.C. (ed.). Sol-Gel Optics: Processing and Applications. Boston: Kluwer Acad. Publ. 1994.

109. Gupta R., Kumar A. Molecular imprinting in sol-gel matrix // Biotechnol. Adv. 2008. Vol. 26. P. 533-547.

110. Ben-David O., Shafir E., Gilath I., Prior Y., Avnir D. Simple absorption optical fiber pH sensor based on doped sol-gel cladding material // Chem: Mater. 1997. Vol. 9. P. 2255-2257.

111. John M.S., Singh J.P. Fiber optic based gas sensor with nanoporous structure for the selective detection of N02 in air samples // Anal. Chim. Acta. 2006. Vol. 557. P. 123—129.

112. Yeha T.-S., Chub C.-S., Lo Y.-L. Highly sensitive optical fiber oxygen sensor using Pt(II) complex embedded in sol-gel matrices // Sens. Actuat. B. 2006. Vol. 119. P. 701707.

113. McGaughey O., Ros-Lis J.V., Guckian A., McEvoy A.K., McDonagha C., MacCraith B.D. Development of a fluorescence lifetime-based sol-gel humidity sensor // Anal. Chim. Acta. 2006. Vol. 570. P. 15-20.

114. Kwok N.-Y., Dongb Sh., Lo W., Wong K.-Y. An optical biosensor for multi-sample determination of biochemical oxygen demand (BOD) // Sens. Actuat. B. 2005. Vol. 110. P. 289-298.

115. Guo L., Zhang W., Xie Z., Lin X., Chen G. An organically modified sol-gel membrane for detection of mercury ions by using 5,10,15,20-tetraphenylporphyrin as a fluorescence indicator// Sens. Actuat. B. 2006. Vol. 119. P. 209-214.

116. Wong F.C.M., Ahmad M., Heng L.Y., Peng L.B. An optical biosensor for dichlovos using stacked sol-gel films containing acetylcholinesterase and a lipophilic chromoionophore // Talanta. 2006. Vol. 69. P. 888-893.

117. Malins С., MacCraith B.D. Dye-doped organically modified silica glass for fluorescence based carbon dioxide gas detection // Analyst. 1998. Vol. 123. P. 23732376.

118. McCulloch S., Uttamchandani D. Fibre optic micro-optrode for dissolved oxygen measurements // IEEE Proc. Sci.Meas. Technol. 1999. Vol. 146. P. 123-127.

119. Krihak M.K., Shahriari M.R. Highly sensitive, all solid state fiber optic oxygen sensor based on the sol-gel coating technique // Electron. Lett. 1996. Vol. 32. P. 240-241.

120. Chen X., Lin L., Li P., Dai Y., Wang X. Fluorescent response of sol-gel derived ormosils for optical ammonia sensing film // Anal. Chim. Acta. 2004. Vol. 506. № l.P. 9-15.

121. Grant S.A., Glass R.S. A sol-gel based fiber optic sensor for local blood pH measurements // Sens. Actuat. B. 1997. Vol. 45. P. 35-42.

122. Diaz A.N., Peinado M.C.R., Minguez M.C.T. Sol-gel horseradish peroxidase biosensor for hydrogen peroxide detection by chemiluminescence // Anal. Chim. Acta. 1998. Vol. 363. P. 221-227.

123. Chung K.E., Lan E.H., Davidson M.S., Dunn B.S., Valentine J.S., Zink J.I. Measurement of dissolved oxygen in water using glass-encapsulated myoglobin // Anal. Chem. 1995. Vol. 67. P. 1505-1509.

124. Yamanaka S., Nishida F., Ellerby L.M., Nishida C.R., Dunn В., Valentine J.S. Enzymatic activity of glucose oxidase encapsulated in transparent glass by the sol-gel method // Chem. Mater. 1992. Vol. 4. P. 495-497.

125. Rickus J.L., Lan E., Tobin A.J., Zink J.I., Dunn B. Sol-gel optical sensors for glutamate // Mat. Res. Soc. Symp. Proc. 2001. Vol. 662. Symposium OO.

126. Yamanaka S., Nguyen N.P., Dunn В., Valentine J.S., Zink J.I. Enzymatic activity of oxalate oxidase and kinetic measurements by optical methods in transparent sol-gel monoliths //J. Sol-Gel Sci. Technol. 1996. Vol. 7. P. 117-121.

127. Gupta B.D., Sharma S. A long-range fiber optic pH sensor prepared by dye doped sol-gel immobilization technique // Optics Commun. 1998. Vol. 154. P. 282-284.

128. Nivens D.A., Zhang Y., Angel S.M. A fiber-optic pH sensor prepared using a base-catalyzed organo-silica sol-gel // Anal. Chim. Acta. 1998. Vol. 376. № 2. P. 235-245.

129. Lin J., Liu D. An optical pH sensor with a linear response over a broad range // Anal. Chim. Acta. 2000. Vol. 408. № 1-2. P. 49-55.

130. Allain L.R., Xue Z. Hysteresis in optical sensing and its impact on the analytical error of a calibration-free acid sensor // Anal. Chim. Acta. 2001. Vol. 433. № 1. P. 97102.

131. Lobnik A., Oehme I., Murkovic I., Wolfbeis O.S. pH optical sensors based on sol-gels: chemical doping versus covalent immobilization // Anal. Chim. Acta. 1998. Vol. 367. № 1-3. P. 159-165.

132. Nguyen Т., McNamara К. P., Zeev R. Optochemical sensing by immobilizing fluorophore-encapsulating liposomes in sol-gel thin films // Anal. Chim. Acta. 1999. Vol. 400. № 1-3. P. 45-54.

133. Lobnik A., Majcen N., Niederreiter K., Uray G. Optical pH sensor based on the absorption of antenna generated europium luminescence by bromothymolblue in a sol-gel membrane // Sens. Actuat. B. 2001. Vol. 74. № 1-3. P. 200-206.

134. Jorge P.A.S., Calda P., Rosa C.C., Oliva A.G., Santos J.L. Optical fiber probes for fluorescence based oxygen sensing // Sens. Actuat. B. 2004. Vol. 103. № 1-2. P. 290299.

135. Lam S.K., Chan M.A., Lo D. Characterization of phosphorescence oxygen sensor based on erythrosin В in sol-gel silica in wide pressure and temperature ranges // Sens. Actuat. B. 2001. Vol. 73. № 2-3. P. 135-141.

136. Delmarre D., Bied-Charreton C. Grafting of cobalt porphyrins in sol-gel matrices: application to the detection of amines // Sens. Actuat. B. 2000. Vol. 62. № 2. P. 136-142.

137. Carrington N.A., Yong L., Xue Z.-L. Electrochemical deposition of sol-gel films for enhanced chromium(VI) determination in aqueous solutions // Anal. Chim. Acta. 2006. Vol. 572. P. 17-24.

138. Li Ch.-Y., Zhang X.-B., Han Zh.-X., Akermark В., Sun L., Shena G.-L., Yu R.-Q. A wide pH range optical sensing system based on a sol-gel encapsulated amino-functionalised corrole //Analyst. 2006. Vol. 131. P. 388-393.

139. Cao W., Duan Y. Optical fiber-based evanescent ammonia sensor // Sens. Actuat. B. 2005. Vol. 110. P. 252-259.

140. Dinh D.H., Ok-Jae S., Hung L.T., Jong R. An optical pH sensor with extended detection range based on fluoresceinamine covalently bound to sol-gel support // Microchem. J. 2006. Vol. 84. P. 50-55.

141. Lee J.E., Saaverba S.S. Evanescent sensing in doped sol-gel glass films // Anal. Chim. Acta. 1994. Vol. 285. P. 265-269.

142. Mechery S.J., Singh J.P. Fiber optic based gas sensor with nanoporous structure for the selective detection of N02 in air samples // Anal. Chim. Acta. 2006. Vol. 557. P. 123— 129.

143. Jeronimo P.C.A., Araujo A.N., Montenegro M.C.B.S.M. Optical sensors and biosensors based on sol-gel films (review) // Talanta. 2007. Vol. 72. № l.P. 13-27.

144. Wallington S., Labayen Т., Poppe A., Sommerdijk N.A.J.M., Wright J.D. Sol-gel entrapped materials for optical sensing of solvents and metal ions // Sens. Actuat. B. 1997. Vol. 38. P 48-52.

145. Reisfeld R., Shamrakov D. Reversible optical sensor for in situ determination of heavy metal impurities in the environment // Sens. Mat. 1996. Vol. 8. P. 439.

146. Panusa A., Flamini A., Poli N. Sol-gel hybrid silica thin films doped with 2-(5-amino-3,4-dicyano-2PI-pyrroI-2-ylidene)-l,l,2-tricyanoethanide as optical chemical sensors // Chem. Mater. 1996. Vol. 8. P. 1202-1207.

147. Plaschke M., Czolk R., Ache H.J. Fluorimetric determination of mercury with a water-soluble porphyrin and porphyrin-doped sol-gel films // Anal. Chim. Acta. 1995. Vol. 304. P. 107-112.

148. Yang L., Saavedra S.S. Chemical sensing using sol-gel derived planar waveguides and indicator phases // Anal. Chem. 1995. Vol. 67. P. 1307-1314.

149. Jeronimo P.C.A., Araujo A.N., Montenegro M.C.B.S.M. Development of a sol-gel optical sensor for analysis of zinc in pharmaceuticals // Sens. Actuat. B. 2004. Vol. 103. P. 169-175.

150. Lan E.H., Dunn В., Zink J.I. Sol-gel encapsulated anti-trinitrotoluene antibodies in immunoassays for TNT // Chem. Mater. 2000. Vol. 12. P. 1874-1878.

151. Grant S.A., Glass R.S. Sol-gel-based biosensor for use in stroke treatment // IEEE Trans. Biom. Engr. 1999. Vol. 46. P. 1207-1209.

152. Niu J., Lee J.Y. Reagentless mediated biosensors based on polyelectrolyte and sol-gel derived silica matrix // Sens. Actuat. B. 2002. Vol. 82. № 2-3. P. 250-258.

153. Couto C.M.C.M., Araujo A.N., Montenegro M.C.B.S.M., Rohwedder J., Raimundo I., Pasquini C. Application of amperometric sol-gel biosensor to flow injection determination of glucose // Talanta. 2002. Vol. 56. № 6. P. 997-1003.

154. Salimia A., Comptonb R.G., Plallaj R. Glucose biosensor prepared by glucose oxidase encapsulated sol-gel and carbon-nanotube-modified basal plane pyrolytic graphite electrode // Anal. Biochem. 2004. Vol. 333. P. 49-56.

155. Wang В., Dong Sh. Sol-gel-derived amperometric biosensor for hydrogen peroxide based on methylene green incorporated in Nafion film // Talanta. 2000. Vol. 51. № 3. P. 565-572.

156. Gulcev M.D., Goring G.L.G., Rakic M., Brennan J.D. Reagentless pH-based biosensing using a fluorescently-labelled dextran co-entrapped with a hydrolytic enzymein sol-gel derived nanocomposite films 11 Anal. Chim. Acta. 2002. Vol. 457. № 1. P. 4759.

157. Tana X., Lia M., Caia P., Luoa L., Zou X. An amperometric cholesterol biosensor based on multiwalled carbon nanotubes and organically modified sol-gel/chitosan hybrid composite film // Anal. Biochem. 2005. Vol. 337. P. 111-120.

158. Diaz A.N., Sanchez F.G., Ramos M.C., Torijas M.C. Horseradish peroxidase sol-gel immobilized for chemiluminescence measurements of alkaline-phosphatase activity // Sens. Actuat. B. 2002. Vol. 82. № 2-3. P. 176-179.

159. Tan F., Yan F., Ju H. A designer ormosil gel for preparation of sensitive immunosensor for carcinoembryonic antigen based on simple direct electron transfer // Electrochem. Commun. 2006. Vol. 8. P. 1835-1839.

160. I-Ireniak A., Maruszewski K., Rybka J., Gamian A., Czyzewski J. A luminescence endotoxin biosensor prepared by the sol-gel method // Opt. Mat. 2004. Vol. 26. P. 141— 144.

161. Dzgoev A.B., Gazaryan I.G., Lagrimini L.M., Ramanathan K., Danielsson B. High-sensitivity assay for pesticide using a peroxidase as chemiluminescent label // Anal. Chem. 1999. Vol. 71. P. 5258-5261.

162. Pulido-Tofino P., Barrero-Moreno J.M., Perez-Conde M.C. Sol-gel glass doped with isoproturon antibody as selective support for the development of a flow-through fluoroimmunosensor // Anal. Chim. Acta. 2001. Vol. 429. P. 337-345.

163. Dave B.C., Miller J.M., Dunn В., Valentine J.S., Zink J.I. Encapsulation of proteins in bulk and thin film sol-gel matrices // J. Sol-Gel Sci. Techno!. 1997. Vol. 8. P. 629634.

164. Dunn В., Zink J.I. Probes of Pore Environment and Molecule-Matrix Interactions in Sol-Gel Materials // Chem. Mater. 1997. Vol. 9. P. 2280-2291.

165. Егоров A.M., Осипов А.П. Теория и практика иммуноферментного анализа. М.: Высшая школа, 1991. 288 с.

166. Морозова B.C., Левашова А.И., Еремин С.А. Определение пестицидов методом"иммуноферментного анализа // Журн. аналит. химии. 2005. Т. 60. № 3. С. 230-246.

167. Altstein М., Bronshtein A., Glattstein В., Zeichner A., Tamiri Т., Almog J. Immunochemical approaches for purification and detection of TNT traces by antibodies entrapped in a sol-gel matrix // Anal. Chem. 2001. Vol. 73. P. 2461-2467.

168. Hodgson R.J., Brook M.A., Brennan J.D. Capillary-scale monolithic immunoaffinity columns for immunoextraction with in-line laser-induced fluorescence detection // Anal. Chem. 2005. Vol. 77. P. 4404-4412.

169. Brenn-Struckhofova Z., Cichna-Markl M., Bohm Ch., Razzazi-Fazeli E. Selective sample cleanup by reusable sol-gel immunoaffinity columns for determination of deoxynivalenol in food and feed samples // Anal. Chem. 2007. Vol. 79. P.710-717.

170. Yang H.-H. Zhu Q.-Zh., Qu H.-Y., Chen X.-L., Ding M.-T., Xu J.-G. Flow injection fluorescence immunoassay for gentamicin using sol-gel-derived mesoporous biomaterial // Anal. Biochem. 2002. Vol. 308. P. 71-76.

171. Pulido-Tofino P., Barrero-Moreno J.M., Perez-Conde M.C. Analysis of isoproturon at trace level by solid phase competitive fluoroimmunosensing after enrichment in a sol-gel immunosorbent//Anal. Chim. Acta. 2006. Vol. 562. P. 122-127.

172. Schoringhumer K., Cichna-Markl M. Sample clean-up with sol-gel enzyme and immunoaffinity columns for the determination of bisphenol A in human urine // J. Chromatogr. B. 2007. Vol. 850. P. 361-369.

173. Vazquez-Lira J.C., Camacho-Frias E., Pena-Alvarez A., Vera-Avila L.E. Preparation and characterization of a sol-gel immunosorbent doped with 2,4-D antibodies //Chem. Mater. 2003. Vol. 15. P. 154-161.

174. Cichna M., Knopp D., Niessner R. Immunoaffinity chromatography of polycyclic aromatic hydrocarbons in columns prepared by the sol-gel method // Anal. Chim. Acta. 1997. Vol. 339. P. 241-250.

175. Bronshtein A., Aharonson N., Avnir D., Turniansky A., Altstein M. Sol-gel matrixes doped with atrazine antibodies: atrazine binding properties // Chem. Mater. 1997. Vol. 9. P. 2632-2639.

176. Bronshtein A., Aharonson N., Turniansky A., Altstein M. Sol-gel-based immunoaffinity chromatography: application to nitroaromatic compounds // Chem. Mater. 2000. Vol. 12. P. 2050-2058.

177. Doody M.A., Baker G.A., Pandey S., Bright F.V. Affinity and mobility of polyclonal anti-dansyl antibodies sequestered within sol-gel-derived biogels // Chem. Mat. 2000. Vol. 12. № 4. P. 1142-1147.

178. Stalikas C., Knopp D., Niessner R. Sol-gel glass immunosorbent-based determination of s-triazines in water and soil samples using gas chromatography with a nitrogen phosphorus detection system // Environ. Sci. Technol. 2002. Vol. 36. P. 33723377.

179. Seneviratne J., Cox J.A. Sol-gel materials for the solid phase extraction of metals from aqueous solution // Talanta. 2000. Vol. 52. № 5. P. 801-806.

180. Asfari Z. et al. Calixarenes. Kluwer Academic Publishers, 2001. P. 612-626.

181. Bunzli J.-C., Harrowfield J.A. In: J. Vicens, V. Bohmer (Eds.). Calixarenes: A Versatile Class of Mcrocyclic Compounds. Kluwer, Boston, 1991.

182. Diamond D., McKervey M.A. Calixarene-based sensing agents // Chem. Soc. Rev.1996. Vol. 25. P. 15-24.

183. Gutsche C.D., Dhawan В., No K.H., Muthukrishnan R. Calixarenes. 4. The synthesis, characterization, and properties of the calixarenes from /?-/er/-butylphenol // J. Am. Chem. Soc. 1981. Vol. 103. № 13. P. 3782-3792.

184. Mlika R., Dumazet I., Ben Ouada H. Cu2+ ISFET type microsensor based on thermally evaporated /?-tert-butilcalix9 and ll.arene thin films // Sens. Actuat. B. 2000. Vol. 62. № l.P. 8-12.

185. Mlika R., Dumazet I., Gamoudi M., Lamartine R., Ouada H.B., Jaffrezic-Renault N. Guillaud G. Membranes containing new large size calixarenes on semiconductor substrates for chemical microsensors // Anal. Chim. Acta. 1997. Vol. 354. P. 283-289.

186. Mlika R, Ouada H.B., Chaabane R.B. Calixarene membranes on semiconductor substrates for E.I.S. chemical sensors. // Electrochim. Acta. 1998. Vol. 8. P. 841-847.

187. Rosier S., Lucklum R., Borngniber R., Hartmann J., Hauptmann P. Sensor system for the detection of organic pollutants in water by thickness shear mode resonators // Sens. Actuat. B. 1998. Vol. 48. № 1-3. P. 415-424.

188. Hassan A.K., Ray A.K., Nabok A.V., Davis F. Spun films of novel calix4.resorcinarene derivatives for benzene vapour sensing // Sens. Actuat. B. 2001. Vol. 77. №3. P. 638-641.

189. Duncan D.M., Cockayne J.S. Application of calixarene ionophores in PVC based ISEs for uranium detection // Sens. Actuat. B. 2001. Vol. 73. № 2-3. P. 228-235.

190. Yang X., Johnson S., Shi J. Polyelectrolyte and molecular host ion self-assembly to multilayer thin films: an approach to thin film chemical sensors // Sens. Actuat. B.1997. Vol. 45. P. 87-92.

191. Jain A.K., Gupta V.K., Raisoni J.R. Strontium(II)-selective potentiometric sensor based on ester derivative of 4-tert-butylcalix8.arene in PVC matrix // Sensors. 2004. Vol. 4. P. 115-124.

192. Jain A.K., Gupta V.K., Singh L.P., Raisoni J.R. A comparative study of Pb2+ selective sensors based on derivatized tetrapyrazole and calix4.arene receptors // Electrochim. Acta. 2006. Vol. 51. № 12. P. 2547-2553.

193. Ramkumar J., Maiti B. Nafion-coated uranyl selective electrode based on calixarene and tri-n-octyl phosphine oxide // Sens. Actuat. B. 2003. Vol. 96. P. 527532.

194. Mahajan R.K., Inderpreet K., Sharma V., Kumar M. Sensor for silver (I) ion based on Schiff-base-p-tertbutylcalix4.arene // Sensors. 2002. Vol. 2. P. 417-423.

195. Shamsipur M., Rouhani S., Mohajeri A., Ganjali M.R., Poursaberi T. Silver selective PVC-membrane sensors with and without graphite based on C-methylcalix4.resorcareneoctamethyl ester// Chem. Anal. (Warsaw). 2003. Vol. 48. P. 947-952.

196. Demirel A., Dogan A., Akkus G., Yilmaz M., Kilic E. Silver(I)-selective PVC membrane potentiometric sensor based on a recently synthesized calix4.arene // Electroanalysis. 2006. Vol. 18. № 10. P. 1019-1027.

197. Aghaie M., Giahi M., Aghaie H., Atryan A. Silver(I)-selective membrane potentiometric sensor based on two recently synthesized ionophores containing calix4.erene // Russ. J. Electrochem. 2009. Vol. 45. № 7. P. 804-809.

198. Kivlehan F., Mace W.J., Moynihan H.A., Arrigan D.W.M. Potentiometric evaluation of calix4.arene anion receptors in membrane electrodes: Phosphate detection //Anal. Chim. Acta. 2007. Vol. 585. № 1. P. 154-160.

199. Kivlehan F., Mace W.J., Moynihan H.A., Arrigan D.W.M. Study of electrochemical phosphate sensing systems: Spectrometric, potentiometric and voltammetric evaluation // Electrochim. Acta. 2009. Vol. 54. № 7. P. 1919-1924.

200. Babu J.N., Bhalla V., Kumar M., Mahajan R.K., Puri R.K. A chloride selective sensor based on a calix4.arene possessing a urea moiety // Tetrahedron Lett. 2008. Vol. 49. P. 2772-2775.

201. Kumar P., Shim Y.-B. A novel cobalt(II)-selective potentiometric sensor based onp-(4-w-butylphenylazo)calix4.arene // Talanta. 2009. Vol. 77. P. 1057-1062.

202. Chan W.II., Lee A.W.M., Lee C.M., Yau K.W., Wang K. Design and characterization of sodium-selective optode membranes based the lipophilic tetraester of calix4.arene//Analyst. 1995. Vol. 120. P. 1963-1967.

203. Chan W.H., Lee A.W.M, Kwong D.W.J., Tam W.L., Wang K.-M. Potassium ion-selective optodes based on the calix6.arene hexaester and application in human serum assay // Analyst. 1996. Vol. 121. P. 531-534.

204. Ataman D., Akkaya E.U. Selective chromogenic response via regioselective binding ofcations: a novel approach in chemosensor design // Tetrah,

205. Quanli M., Huimin M., Zhihua W., Meihong S. A highly selective calix4.arene-based chromoionophore for Ni2+ // Chem. Lett. 2001. P. 100-101.

206. Werner Т., Kiirner J.M., Krause C., Wolfbeis O.S. New longwave absorbing chromogenic calix4.arene for calcium determination in aqueous environment // Anal. Chim. Acta. 2000. Vol. 421. № 2. P. 199-205.

207. Mohammed-Zieglera I., Poora В., Kubinyia M. Chemical chromogenic sensors based on calixarenes: syntheses and recognition properties for alkylamines // J. Molec. Struct. 2003. P. 39-44.

208. Zheng Q.-Y., Chuan-Feng CH., Zhi-Tang H. Chemical chromogenic sensors based on calixarenes: syntheses and recognition properties for alkylamines // J. Incl. Phenom. Macrocycl. Chem. 2003. P. 27-34.

209. Chang K.-C., Su I.-PI., Lee G.-H., Chung W.-Sh. Triazole- and azo-coupled calix4.arene as a highly sensitive chromogenic sensor for Ca2+ and Pb2+ ions // Tetrahedron Lett. 2007. Vol. 48. P. 7274-7278.

210. Leray I., O'Reilly F., Habib Jiwan J.-L. A new calix4.arene-based fluorescent sensor for sodium ion // Chem. Commun. 1999. P. 795-796.1. Л I

211. Chen Q.-Y., Chen Ch.-F. A new Hg -selective fluorescent sensor based on a dansyl amide-armed calix4.-aza-crown // Tetrahedron Lett. 2005. Vol. 46. P. 165168.

212. Arimori S., Davidson M. G., Fyles Т. M. Synthesis and structural characterisation of the first bis(bora)calixarene: a selective, bidentate, fluorescent fluoride sensor // Chem. Commun. 2004. P. 1640-1641.

213. Li G.-K., Xu Z.-X., Chen C.-F., Fluang Z.-T. A highly efficient and selective turn-on fluorescent sensor for Cu ion based on calix4.arene bearing four iminoquinoline subunits on the upper rim // Chem. Commun. 2008. P. 1774-1776.

214. Valeur В., Leray I. Ion-responsive supramolecular fluorescent systems based on multichromophoric calixarenes: A review // Iriorg. Chim. Acta. 2007. Vol. 360. № 3. P. 765-774.

215. Aouni F., Rouis A., Ouada H. В., Mlika R., Dridi C., Lamartine R. Electrical characterisation of calixarene-sensitive spin-coated layers // Mater. Sci. Eng. C. 2004. Vol. 24. P. 491-495.

216. Ludwig R-. Calixarenes in analytical and separation chemistry // Fresenius J. Anal. Chem. 2000. Vol. 367. P. 103-128.

217. Zhong C., Yong-Lu Z., Fu-Chun G., Shu L., Ping C., Xiao-Chuan H. Recognition of alkyl ketone molecules based on thickness-shear-mode acoustic sensors with calixarene derivatives // Microchem. J. 2007. Vol. 86 P. 71-79.

218. Koshets I.A., Kazantseva Z.I., Shirshov Yu.M., Cherenok S.A., Kalchenko V.I. Calixarene films as sensitive coatings for QCM-based gas sensors // Sens. Actuat. B. 2005. Vol. 106. № i.p. 177-181.

219. Wang Ch., Xi-Wen H., Lang-Xing Ch. A piezoelectric quartz crystal sensor array self assembled calixarene bilayers for detection of volatile organic amine in gas // Talanta. 2002. Vol. 57. P. 1181-1188.

220. Lorgen J. Untersuchung der Wirt-Gast-Wechselwirkungen neuartiger sensoraktiver Substanzen mit Flilfe der Quarzmikrowaage // Dissertation in Chemie. Bonn, Institut fur Physikalische und Theoretische Chemie. 2004. 150 p.

221. Murayama K., Aoki K., Thinkness-shear-mode acoustic wave sensor for acetone vapour coated with ethylca!ix4.resorcinarene and С-Н.7Г interactins as a molecular recognition mechanism // Anal. Chim. Acta. 2001. Vol.448. № 1-2. P. 47-59.

222. Shirshov Yu.M., Khoruzhenko V.Y., Kostyukevych K.V. Analysis of some alcohol molecules based on the change of RGB components of interferentially colored calixarene films // Sens. Actuat. B. 2007. Vol. 122. № 2. P. 427-436.

223. Liu C.J., Lin J.T., Wang S.FI., Jiang J.C., Lin L.G. Chromogenic calixarene sensors for amine detection // Sens. Actuat. B. 2005. Vol. 108. № 1-2. P. 521-527.

224. Cadogan F., Nolan K., Diamond D. Sensor Applications. In.: Asfari Z. et al. Calixarenes. Kluwer Academic Publishers, 2001. 626 p.

225. Ермолаева H.E., Калмыкова E.H., Шашканова О.Ю. Пьезокварцевые биосенсоры для анализа объектов окружающей среды, пищевых продуктов и для клинической диагностики // Рос. хим. ж. (Ж. Рос. хим. об-ва им. Д.И. Менделеева). 2008. Т. 52. №2. С. 17-29.

226. Тутельян В.А., Кравченко JI.B. Микотоксины, М., 1985. 307 с.

227. Marco М.-Р., Gee S., Hammock B.D. Immunochemical techniques for environmental-analysis. 1. Immunosensors // Trends Anal. Chem. 1995. V. 14. № 7. P. 341-350.

228. Patel P.D. (Bio)sensors for measurement of analytes implicated in food safety: a review // Trends Anal. Chem. 2002. Vol. 21. № 2. P. 96-115.

229. Mullett W., Lai E.P.C., Yeung J.M. Immunoassay of fumonisins by a surface plasmon resonance biosensor // Anal. Biochem. 1998. Vol. 258. P. 161-167.

230. Tudos A.J., Lucas-van den Bos E.R., Stigter E.C.A. Rapid surface plasmon resonance-based inhibition assay of deoxynivalenol // J. Agric. Food Chem. 2003. Vol. 51. №20. P. 5843-5848.

231. Alarcon S.H., Palleschi G., Compagnone D., Pascale M., Visconti A., Barna-Vetro I. Monoclonal antibody based electrochemical immunosensor for the determination of ochratoxin A in wheat// Talanta. 2006. Vol. 69. P. 1031-1037.

232. Alarcon S.H., Micheli L., Palleschi G., Compagnone D. Development of an electrochemical immunosensor for ochratoxin A // Anal. Lett. 2004. Vol. 37. № 8. P. 1545-1558.

233. Arnmida N.H.S., Micheli L., Piermarini S., Moscone D., Palleschi G. Detection of aflatoxin В1 in barley: comparative study of immunosensor and HPLC // Anal. Lett. 2006. Vol. 39. P. 1559-1572.

234. Micheli L., Grecco R., Badea M., Moscone D., Palleschi G. An electrochemical immunosensor for aflatoxin Ml determination in milk using screen-printed electrodes // Biosens. Bioelectron. 2005. Vol. 21. P. 588-596.

235. Pemberton R.M., Pittson R., Biddle N., Drago G.A. Hart J.P. Studies towards the development of a screen-printed carbon electrochemical immunosensor array for mycotoxins: a sensor for aflatoxin Bl// Anal. Lett. 2006. Vol. 39. P. 1573-1586.

236. Schnerr H., Vogel R.F., Niessen L. A biosensor-based immunoassay for rapid screening of deoxynivalenol contamination in wheat // Food Agric. Immunol. 2002. Vol. 14. P. 313-321.

237. Dunne L., Daly S., Baxter A., Haughey S., O'Kennedy R. Surface plasmon resonance-based immunoassay for the detection of aflatoxin Bl using single-chain antibody fragments // Spectrosc. Lett. 2005. Vol. 38. P. 229-245.

238. Van der Gaag В., Spath S., Dietrich H., Stigter E., Boonzaaijer G., Van Osenbruggen Т., Koopal K. Biosensors and multiple mycotoxin analysis // Food Control.2003. Vol. 14. P. 251-254.

239. Carter R.M., Jacobs M.B., Lubrano G.J., Guilbault G.G. Rapid detection of aflatoxin Bl with immunochemical optrodes // Anal. Lett. 1997. Vol. 30. № 8. P. 1465-1482.

240. Ligler F.S., Taitt C.R., Shriver-Lake L.C., Sapsford K.E., Shubin Y., Golden J.P. Array biosensor for detection of toxins // Anal. Bioanal. Chem. 2003. Vol. 377. P. 469477.

241. Carlson M.A., Bargeron C.B., Benson R.C., Fraser A.B., Phillips Т.Е., Velky J.T., Groopman J.D., Strickland P.T., Ко II.W. An automated, handheld biosensor for aflatoxin // Biosens. Bioelectron. 2000. Vol. 14. P. 841-848.

242. Strachan N.J.C., John P.G., Millar I.G. Application of an automated particle-based immunosensor for the detection of aflatoxin B1 in foods // Food Agric. Immunol. 1997. Vol. 9. P. 177-183.

243. Ngundi M.M., Shriver-Lake L.C., Moore M.H., Ligler F.S., Taitt C.R. Multiplexed detection of mycotoxins in foods with a regenerable array // J. Food Protect. 2006. Vol. 69. № 12. P. 3047-3051.

244. Sapsford K.E., Ngundi M.M., Moore M.H., Lassman M.E., Shriver-Lake L.C., Taitt C.R., Ligler F.S. Rapid detection of foodborne contaminants using an array biosensor // Sens. Actuat. B. 2006. Vol. 113. P. 599-607.

245. Garden S.R., Strachan N.J.C. Novel colorimetric immunoassay for the detection of aflatoxin В1 //Anal. Chim. Acta. 2001. Vol. 444. P. 187-191.

246. Ammida N.FI.S., Micheli L., Palleschi G. Electrochemical immunosensor for determination of aflatoxin B1 in barley // Anal. Chim. Acta. 2004. Vol. 520. P. 159-164.

247. Daly S.J., Keating G.J.; Dillon P.P., Manning B.M., O'Kennedy R., Lee H.A., Morgan M.R.A. Development of surface plasmon resonance-based immunoassay for aflatoxin B1 // J. Agric. Food Chem. 2000. Vol. 48. № 11. P. 5097-5104.

248. Salter R ., Douglas D., Tess M., Markovsky В., Saul S. Interlaboratory study of the charm ROSA safe level aflatoxin Ml quantitative lateral flow test for raw bovine milk // J. AOAC International. 2006. Vol. 89. № 5. P. 1327-1334.

249. Wang S., Quan Y., Lee N., Kennedy I.R. Rapid determination of fumonisin B-l in food samples by enzyme-linked Immunosorbent assay and colloidal gold immunoassay // J. Agric. Food Chem. 2006. Vol. 54. № 7. P. 2491-2495.

250. Cho Y.J., Lee D.H., Kim D.O., Min W.K., Bong K.T., Lee G.G., Seo J.FI. Production of a monoclonal antibody against ochratoxin A and its application to immunochromatographic assay // J. Agric. Food Chem. 2005. Vol. 53. P. 8447-8451.

251. Delmulle В., De Saeger S., Sibanda L., Barna-Vetro I., Van Peteghem C. Development of an immunoassay-based lateral flow dipstick for the rapid detection of aflatoxin B-l in pig feed // J. Agric. Food Chem. 2005. Vol. 53. P. 3364-3368.

252. Ho J.A.A., Wauchope R.D. A strip liposome immunoassay for aflatoxin B-l // Anal. Chem. 2002. Vol. 74. P. 1493-1496.

253. Usleber E., Schneider E., Martlbauer E., Terplan G. Formats of enzyme-immunoassay for 15-acetyldeoxynivalenol applied to wheat // J. Agric. Food Chem. 1993. Vol. 41. P. 2019-2023.

254. De Saeger S., Van Peteghem C. Dipstick enzyme immunoassay to detect Fusarium T-2 toxin in wheat//Appl. Environ. Microbiol. 1996. Vol. 62. P. 1880-1884.

255. Schneider E., Usleber E., Martlbauer E., Deitrich R., Terplan G. Multimycotoxin dipstick enzyme-immunoassay applied to wheat // Food Addit. Contam. 1995. Vol. 12. P. 387-393.

256. Collin R., Schneider E., Briggs L., Towers N. Development of immunodiagnostic field tests for the detection of the mycotoxin, sporidesmin A // Food Agric. Immunol.1998. Vol. 10. P. 91-104.

257. Pal A., Dhar Т.К. An analytical device for on-site immunoassay. Demonstration of its applicability in semiquantitative detection of aflatoxin B-l in a batch of samples with ultrahigh sensitivity // Anal. Chem. 2004. Vol. 76. P. 98-104.

258. Sibanda L., De Saeger S., Van Peteghem C. Development of a portable field immunoassay for the detection of aflatoxin M-l in milk // Intern. J. Food Microbiol.1999. Vol. 48. P. 203-209.

259. De Saeger S., Van Peteghem C. Flow-through membrane-based enzyme immunoassay for rapid detection of ochratoxin A in wheat // J. Food Protect. 1999. Vol. 62. P. 65-69.

260. Sibanda L., De Saeger S., Barna-Vetro I., Van Peteghem C. Development of a solid-phase cleanup and portable rapid flow-through enzyme immunoassay for the detection of ochratoxin a in roasted coffee // J. Agric. Food Chem. 2002. Vol. 50. P. 6964-6967.

261. De Saeger S., Sibanda L., Desmet A., Van Peteghem C. A collaborative study to validate novel field immunoassay kits for rapid mycotoxin detection // Int. J. Food Microbiol. 2002. Vol. 75. P. 135-142.

262. Sibanda L., De Saeger S., Van Peteghem C., Grabarkiewicz-Szczesna J., Tomczak M. Detection of T-2 toxin in different cereals by flow-through enzyme immunoassay with a simultaneous internal reference // J. Agric. Food Chem. 2000. Vol. 48. P. 58645867.

263. Paepens C., De Saeger S., Sibanda L., Barna-Vetro I., Leglise I., Van Flove F., Van Peteghem C. A flow-through enzyme immunoassay for the screening of fumonisins in maize//Anal. Chim. Acta. 2004. Vol. 523. P. 229-235.

264. Goryacheva I.Y., De Saeger S., Nesterenko I.S., Eremin S.A., Van Peteghem C. Rapid all-in-one three-step immunoassay for non-instrumental detection of ochratoxin A in high-coloured herbs and spices // Talanta. 2007. Vol. 72. № 3. P. 1230-1234.

265. Lobeau M., De Saeger S., Sibanda L., Barna-Vetro I., Van Peteghem C. Development of a new clean-up tandem assay column for the detection of ochratoxin A in roasted coffee // Anal. Chim. Acta. 2005. Vol. 538. P. 57-61.

266. Lobeau M., De Saeger S., Sibanda L., Barna-Vetro I., Van Peteghem C. Application and validation of a clean-up tandem assay column for screening ochratoxin A in cocoa powder// Food Addit. Contam. 2007. Vol. 24. №> 4. P. 398-405.

267. Goryacheva I.Y., Basova E.Y., Van Peteghem C., Eremin S.A., Pussemier L., Motte J.-C., De Saeger S. Novel gel-based rapid test for non-instrumental detection of ochratoxin A in beer // Anal. Bioanal. Chem. 2008. Vol. 390. № 2. P. 723-727.

268. Горячева И.Ю., Карагушева M.A. Способ иммуноферментного определения афлатоксина Ml в молоке и молочных продуктах. Заявка на патент 20071371876. Дата приоритета 08.10.2007.

269. Abouzied М, Pestka JJ. Simultaneous screening of fumonisin B-l, aflatoxin B-l, and zearalenone by line immunoblot a computer-assisted multianalyte assay system // J. AOAC International. 1994. Vol. 77. P. 495-500.

270. Pestka J J. High-performance thin-layer chromatography ELISAGRAM -application of a multi-hapten immunoassay to analysis of the zearalenone and aflatoxin mycotoxin families//J. Immunolog. Methods. 1991. Vol. 136. P. 177-183.

271. Pal A., Acharya D., Saha D., Roy D., Dhar Т.К. In situ sample cleanup during immunoassay: A simple method for rapid detection of aflatoxin B-l in food samples // J. Food Protect. 2005. Vol. 68. P. 2169-2177.

272. Pal A., Acharya D., Saha D., Dhar Т.К. Development of a membrane-based iminunofiltration assay for the detection of T-2 toxin // Anal. Chem. 2004. Vol. 76. P. 4237-4240.

273. Schneider E., Curtui V., Seidler C., Dietrich R., Usleber E., Martlbauer E. Rapid methods for deoxynivalenol and other trichothecenes // Toxicol. Lett. 2004. Vol. 153. P. 113-121.

274. Saha D., Acharya D., Roy D., Shrestha D., Dhar Т.К. Simultaneous enzyme immunoassay for the screening of aflatoxin B-l and ochratoxin A in chili samples // Anal. Chim. Acta. 2007. Vol. 584. P. 343-349.

275. Биленко Д.И., Полянская В.П., Гецьман M.A., Горин Д.А., Невешкин А.А., Ященок A.M. Влияние переходного слоя на результаты эллипсометрических исследований наноразмерных слоев // Жури. техн. физ. 2005. Т. 75. № 6. С. 69.

276. Адрова Н.А., Бессонов М.И., Лайус Л.А., Рудаков А.П. Полиимиды новый класс термостойких полимеров. Л.: Наука, 1968. 211 с.

277. Холманскнй А.С., Румянцев Б.М. Гольдинг И.Р., Выгодский Я.С., Котов Б.В., Чурочкина Н.А., Скворцов С.И. Спектрально-люминесцентные свойства и электропроводность полиимидных ленгмюровских пленок // Жури. физ. химии. 1990. Т. 64. № 6. С. 1630-1636.

278. Абдуллаев А.Г., Ханукаев Б.Б., Ибрагимов Г.Д. Получение пленок ЛБ стеариновой кислоты и стеариновокислого железа, исследование их изотерм и оптических свойств // Изв. АН АзССР. Сер. физ.-техн. и мат. н. 1988. Т. 9. № 5-6. С. 93-96.

279. Lovell M.R., Roser S.J. Quartz crystal microbalance study of divalent metal cation binding to Langmuir monolayers and Langmuir-Blodgett films of behenic acid // J. Phys. Chem. 1995. Vol. 99. № 38. P. 14058-14063.

280. Jakovljevic I.M. Lead or thallium salts as external heavy atoms for roomtemperature quantitative phosphorescence // Anal. Chem. 1977. Vol. 49. № 13. P. 2048-2050.

281. Baker S., Seki A., Seto J. The preparation of high quality Y-type polyimide Langmuir-Blodgett films // Thin Solid Films. 1989. Vol. 180. № 1-2. P. 263-270.

282. Саввин С.Б., Чернова Р.К., Штыков С.Н. Поверхностно-активные вещества (Аналитические реагенты). М.: Наука, 1991. 251 с.

283. Мчедлов-Петросян Н.О., Егорова С.И., Ариас Кордова Э. // Журн. аналит. химии. 1994. Т. 49, № 11. С. 1177-1162.

284. Мчедлов-Петросян Н.О. Химическое равновесие многофункциональных соединений ксантенового и трифенилметанового рядов в неводных средах. Дис. . д-ра хим. наук. Харьков: ХГУ, 1992. 619 с.

285. Petty M.C. Langmuir-Blodgett films. An Introduction. Oxford Press, 1996. 320 p.

286. Vicens J., Bohmer V. (Eds.). Calixarenes: A Versatile Class of Macrocyclic Compounds. Kluwer, Boston, 1991.

287. Filenko D., Gotszalk Т., Kazantseva Z., Rabinovych O., Koshets I., Shirshov Yu., Kalchenko V., Rangelow I.W. Chemical gas sensors based on calixarene-coated discontinuous gold films // Sens. Actuat. B. 2005. Vol. 111-112. P. 264-270.

288. Портнов C.A., Ященок A.M., Губский A.C. и др. Автоматизированная установка для получения наноразмерных покрытий методом полииониой сборки // Приборы и техника эксперимента. 2006. № 5. С. 1-6.

289. Rokakh A.G., Zhukov A.G., Stetsyura S.V., Serdobintsev A.A. Secondary-ion mass spectrometry of photosensitive heterophase semiconductor // Nuclear Inst, and Methods in Physics Research B. 2004. Vol. 226. № 4. P. 595-601.

290. Fujimaki М., Matsuzawa Y., Hay as i Y., Ichimura K. Monolayers of calix4.resorcinarenes with azobenzene residues exhibiting efficient photoisomerizability // Chem. Lett. 1998. Vol. 27. № 2. P. 165-171.

291. Matsuzawa Y„ Seki Т., Ichimura K. Mixed monolayers of a calix4.resorcinarene with a nematic liquid crystal and their bilayered structuring // Chem. Lett. 1998. Vol. 27. № 5. P. 411-415.

292. Nabok A.V., Lavrik N.V., Kazantseva Z.I., Nesterenko B.A., Markovskiy L.N., Kalchenko V.I., Shivaniuk A.N. Complexing properties of calix4.resorcinarene LB films // Thin Solid Films. 1995. Vol. 259. P. 244-247.

293. Capuzzi G., Fratini Е., Dei L., LoNostro P., Casnati A., Gilles R., Baglioni P. Counterion complexation of calixarene ligands in monolayers and micellar solutions // Coll. Surf. A. 2000. Vol. 167. № 1-2. P. 105-113.

294. Matsuzawa Y. Formation of hybrid floating films composed of hydrophobic guests and amphiphilic calix4.resorcinarenes at the air/water interface // Coll. Surf. A. 2004. Vol.247. № 1-3. P. 47-53.

295. Faull J.D., Gupta V.K. Chemical selectivity of self-assembled monolayers of calix4.resorcinarene // Thin Solid Films. 2003. Vol. 440. № 1-2. P. 129-137.

296. Zhifeng Ye, Pang S., He W., Shi X., Guo Z., Zhu L. Copper(II) ion induced monolayer formation of p-ferA-butylthiacalix4.arene at the air-water interface // Spectrochim. Acta A. 2001. Vol. 57. № 7. P. 1443-1447.

297. Santos J.P., Zaniquelli M.E.D., Dutton PJ. Calixresorcinarene complexation of rare earth ions in liquid monolayers and multilayer Langmuir-Blodgett films // Coll. Surf. A. 2002. Vol. 198-200. P. 605-611.

298. Nabok A.V., Hassan A.K., Ray A.K. Omar O., Kalchenko V.I. Study of adsorption of some organic molecules in calix4.resorcinarene LB films by surface plasmon resonance // Sens. Actuat. B. 1997. Vol. 5. № 2. P. 115-121.

299. Hassan A.K., Nabok A.V., Ray A.K., Davis F., Stirling C. J. M. Complexing of metal ions with Langmuir-Blodgett films of novel calixarene azo-derivative // Thin Solid Films. 1998. Vol. 327-329. P. 686-689.

300. Нугаева З.Т. Модифицированные ионами металлов и поверхностно-активными веществами каликс4.резорцинарены: состояние в водных растворах и комплексообразующая способность по отношению к азотсодержащим катионам. Дисс. канд. хим. наук. Казань, 2003.

301. Кулапина Е.Г., Чернова Р.К., Кулапин А.И. Потенциометрические сенсоры для определения синтетических поверхностно-активных веществ. Саратов: Изд-во «Научная книга», 2008. 179 с.

302. Moreira W.C., Dutton P.J., Aroca R. Spectroscopic characterization and the effect of metal ions on Langmuir-Blodgett films of octasubstituted calix4.resorcinarenes // Langmuir. 1995. Vol. 11. P. 3137-3144.

303. Горин Д.А., Климов Б.Н., Невешкин A.A., Русанова Т.Ю., Штыков С.Н. Получение наноразмерных пленок каликс4.резорцинаренов на основе сочетания методов полиионной сборки и Ленгмюра-Блоджетт // Нано- и микросистемная техника. 2008. № 7. С. 24-27.

304. Kolasinska М., Warszynski P. The effect of nature of polyions and treatment after deposition on wetting characteristics of polyelectrolyte multilayers // Appl. Surface Sci. 2005. Vol. 252. P. 759-765.

305. Kostler S., Delgado A.V., Ribitsch V. Surface thermodynamic properties of polyelectrolyte multilayers //J. Colloid Interface Sci. 2005. Vol. 286. P. 339-348.

306. Neff P.A., Naji A., Ecker С et. al. Electrical detection of self-assembled polyelectrolyte multilayers by a thin film resistor // Macromolecules. 2006. Vol. 39. №. 2. P. 443^146.

307. Moreira W.C., Dutton P.J., Aroca R. Langmuir-Blodgett monolayers and vibrational spectra of calix4.resorcinarene // Langmuir. 1994. Vol. 10. P. 4148-4152.

308. Свердлова O.B. Электронные спектры в органической химии. Д.: Химия, 1985. 121 с.

309. Химия. Справочное руководство. Д.: Химия, 1975. 576 с.

310. Bowycr W.J., Xu W., Demas J.N. Determining proton diffusion in polymer films by lifetimes of luminescent complexes measured in the frequency domain //Anal. Chem. 2009. Vol. 81. P. 378-384.

311. Лурье Ю.Ю. Справочник по аналитической химии. М.: Химия, 1989.448 с.

312. Булатов М.И., Калинкин И.П. Практическое руководство по фотометрическим методам анализа. 5-е изд., перераб. Л.: Химия, 1986.376 с.

313. Paul М.А., Long F.A. Н0 and related indicator acidity function // Chem. Rev. 1957. Vol. 57. № l.P. 1-45.

314. Алексеев B.H. Количественный анализ. M.: Химия, 1972. 504 с.

315. Drummond С .J., Grieser F., Healy T.W. Acid-base equilibria in aqueous miccelar solutions. Part 4. Azo indicators // J. Chem. Soc., Faraday Trans. 1. 1989. Vol. 85. № 3. P. 561-578.

316. El Seoud O.A. Effects of organized surfactant assemblies on acid-base equilibria // Adv. Colloid Interface Sci. 1989. Vol. 30. P. 1-30.

317. Dutta R.K., Bhat S.N. Interaction of methyl orange with submiccelar cationic surfactants // Bull. Chem. Soc. Jpn. 1993. Vol. 66. P. 2457-2460.

318. Клещевникова B.H. Равновесия ксантеновых и сульфофталеиновых красителей в водных растворах катионных ПАВ. Дис. . к-та хим. наук. Харьков: ХГУ, 1993. 192 с.

319. Jones T.P., Porter M.D. Optical pH sensor based on the chemical modification of a porous polymer film // Anal. Chem. 1988. Vol. 60. P. 404-406.

320. Русанова Т.Ю. Получение, люминесцентные и протолитические свойства пленок Ленгмюра-Блоджетт с иммобилизованным хромофорными соединениями / Дисс. . канд. хим. наук. Саратов. СГУ, 1999. 145 с.

321. Кузнецов В.В., Якунина И.В. Химические принципы функционирования мембранного апериодического рН-хемопротода с иммобилизованным-индикатором Конго-красный // Журн. аналит. химии. 1994. Т. 49. № 8. С. 847-853.

322. Степанов Б.И. Введение в химию и технологию органических красителей. М.: Химия, 1984. 535 с.

323. Hayashi M. Interactions of surface active agents with Congo Red // Bull. Chem. Soc. Japan. 1961. Vol. 34. № l.P. 119-123.

324. Haque R., Malik W.U. A spectrophotometric study of the interaction of surface-active agents with dyes // Bull. Chem. Soc. Japan. 1963. Vol. 36. № 11. P. 2082-2084.

325. Kirkbright G.F.,Narayanaswamy R., Welti N. // Analyst. 1984. Vol. 109. P. 15-17.

326. Штыков C.H., Русанова Т.Ю. Пленки Ленгмюра-Блоджетт как матрицы чувствительных элементов оптических сенсоров кислотности растворов // Докл. АН. 2003. Т. 388. № 5. С. 643-645.

327. Штыков С.Н., Русанова Т.Ю., Смирнова Т.Д., Горин Д.А. Чувствительный элемент оптического сенсора на основе бензопурпурина 4Б для определения кислотности травильных растворов // Журн. аналит. химии. 2004. Т. 59. № 2. С. 198-201.

328. Горячева И.Ю. Сенсибилизированная фосфоресценция полициклических ароматических углеводородов в мицеллах додецилсульфата натрия и ее аналитическое применение. Дис. . канд. хим. наук. Саратов: СГУ, 1999. 153 с.

329. Штыков С.Н., Паршина Е.В. Микроокружение и свойства органических реагентов в растворах поверхностно-активных веществ // Журн. аналит. химии. 1995. Т. 50. №7. С. 740-746.

330. Лакович Дж. Основы флуоресцентной спектроскопии. Пер. с англ. М.: Мир, 1986.496 с.

331. Паркер С. Фотолюминесценция растворов. М.: Мир, 1972. 510 с.

332. Jay J., Johnston L.J., Scaiano J.C. Quenching of pyrene fluorescence by cupric ions in micellar solution: effect of quenching on the polarity reported by the probe // Chem. Phys. Lett. 1988. Vol. 148. № 6. P. 517-522.

333. Konuk R., Cornelisse J., McGlynn S.P., Fluorescence quenching of pyrene by Cu2+ and Co2+ in sodium dodecyl sulphate micelles // J. Phys. Chem. 1989. Vol. 93. № 21. P. 7405-7408.

334. Grieser F., Tausch-Treml R. Quenching of pyrene fluorescence by single and multivalent metal ions in micellar solutions // J. Amer. Chem. Soc. 1980. Vol. 102. № 24. P. 7258-7264.

335. Kasha M. Collisional perturbation of spin-orbital coupling and the mechanism of fluorewscence quenching. A visual demonstrration of the perturbation // J. Chem. Phys. 1952. Vol. 20.№ LP. 71-74.

336. Kasha M. From Jablonski to femtoseconds. Evolution of molecular photophysics // Acta Physica Polonica A. 1999. Vol. 95. № 1. P. 15-36.

337. Мак-Глинн С., Адзуми Т., Киносита М. Молекулярная спектроскопия триплетного состояния. М.: Наука, 1972. 544 с.

338. Dinh V. Yen L., Winefordner J.D. Room-temperature phosphorescence of several polyaromatic hydrocarbons // Talanta. 1977. Vol. 24. P. 146-148.

339. McCaul D., Ryan Т., Creaven B.S. Room temperature phosphorescence of alkali salt modified surfaces // Analytical proceedings including analytical communications. 1994. Vol. 31. P. 341-344.

340. McAleese D.L. Freedlander R.S., Bruce Dunlap R. Elimination of moisture and oxygsn quenching in room-temperature phosphorescence // Anal. Chem. 1980. Vol. 52. P. 2443-2444.

341. Ramos G.R., Alvarez-Coque M.C.G., O'Reilly, Khasawneh I.M., Winefordner J.D. Paper substrate room-temperature phosphorimetry of polyaromatic hydrocarbons enhanced by surface-active agents // Anal. Chem. 1988. Vol. 60. P. 416^120.

342. Ramos R.G., Khasawneh I.M., Garcia-Alvares-Coque M.C., Winefordner J.D. Poom-temperature phosphorimetry of polyaromatic hydrocarbons with organized media and paper substrate: a comparative study // Talanta. 1988. Vol. 35. № 1. P. 41^46.

343. Schulman E.M., Walling C. Triplet-state phosphorescence of adsorbed ionic organic molecules at room temperature // J. Phys. Chem. 1973. Vol. 77. № 7. P. 902-905.

344. Meyers M.L., Seybold P.G. Effects of external heavy atoms and other factors on the room-temperature phosphorescence and fluorescence of tryptophan and tyrosine // Anal. Chem. 1979. Vol. 51. № 11. P. 1609-1612.

345. Русанова Т.Ю., Штыков C.H., Мельников Г.В. Твердофазная фосфориметрия при комнатной температуре // Проблемы аналит. химии. Черкесовские чтения: Сб. науч. статей. Саратов: Изд-во "Слово", 2002. С. 230-233.

346. Forst L., Conroy L.M. In: H.J. Rafson (Ed.), Odor and VOC Control Handbook, McGraw-Hill. New York, 1998. P. 31.

347. Штыков С.Н., Коренман Я.И., Русанова Т.Ю., Горин Д.А., Калач А.В., Панкин К.Е. Пленки Ленгмюра-Блоджетт как эффективные модификаторы пьезокварцевых сенсоров // Докл. АН. 2004. Т. 396. № 4. С. 508-510.

348. Кучменко Т.А. Применение метода пьезокварцевого микровзвешивания в аналитической химии. Воронеж: Воронеж, гос. технол. акад. 2001. 280 с.

349. Коренман Я.И., Калач А.В., Панкин К.Е., Штыков С.Н. // Сенсор. 2002. № 4. С. 32-35.

350. Коренман Я.И., Калач А.В., Русанова Т.Ю., Штыков С.Н. Применение пьезосенсоров на основе пленок Ленгмюра-Блоджетт арахиновой кислоты для детектирования нитроалканов в воздухе // Сенсор. 2002. № 2. С. 14—17.

351. Штыков С.П., Калач А.В., Панкин К.Е., Русанова Т.Ю., Селеменев В.Ф. Применение Пленок Ленгмюра-Блоджетт в качестве модификаторов пьезорезонансных сенсоров //Жури, апалит. химии. 2007. № 5. С. 544-548.

352. Hassinen Т., Perakyla М. New energy terms for reduced protein models implemented in an off-lattice force field // J. Comput. Chem. 2001. Vol. 22. P. 12291242.

353. Granovsky A.A. PC GAMESS version 7.1, http://classic.chem.msu.su/gran/ gainess/index.html.

354. Martinez J. M., Martinez L. Packing optimization for automated generation of complcx system's initial configurations for molecular dynamics and docking // J. Comput. Chem. 2003. Vol. 24. № 7. P. 819-825.

355. Wu С.-Х., Iwamoto M. Calculation of the dielectric constant of monolayers with dielectric anisotropy with the consideration of molecular configuration // Thin Solid Films. 1998. Vol. 327-329. P. 395-398.

356. Fliikiger P., Luthi H.P., Portmann S., Weber J. MOLEKEL 5.3, Swiss National Supercomputing Centre CSCS, Manno (Switzerland), 2008.

357. Hutchison G.R. Open Babel: file translation for computational chemistry and nanoscience, NN1N/CNF Fall Workshop, Cornell University, October 11, 2005.405. http://www.activestate.com/Products/activeperl/index.mhtml.

358. Диксон M. Ферменты / M. Диксон, Э. Уэбб. В 3-х т. Пер. с англ. Т. 1-2.М.: Мир, 1982. 808 с.

359. Sauerbrey G.G. Messung von Plattenschwingungen sehr kleiner Amplitude durch Lichtstrom-modulation // Z. Phys. 1964. Bd. 178. № 2. S. 457-461.

360. Калач A.B. Коренман Я.И., Нифталиев С.И. Искусственные нейронные сети вчера, сегодня, завтра. Воронеж: Воронеж, гос. технол. акад., 2002. 291 с.

361. Cormack В.Р. Valdivia R.H., Falkow S. FACS-optimized mutants of the green fluorescent protein (GFP) // Gene. 1996. Vol. 173. P. 33-38

362. Tombelli S., Minunni M., Santucci A., Spiriti M.M, Mascini M. A DNA-based piezoelectric biosensor: Strategies for coupling nucleic acids to piezoelectric devices // Talanta. 2006. Vol. 68. P. 806-812.

363. Dell'Atti D., Tombelli S., Minunni M., Mascini M. Detection of clinically relevant point mutations by a novel piezoelectric biosensor // Biosens. Bioelectron. 2006. Vol. 21. № 10. P. 1876-1882.

364. Бабкина С.С., Будпиков Г.К. Электрохимические биосенсоры на основе нуклеиновых кислот и их использование в биоаффинных методах определения ДНК и ее эффекторов // Журн. аналит. химии. 2006. Т. 61. № 8. С. 790-802.

365. Tombelli S., Minunni М., Mascini М. Piezoelectric biosensors: Strategies for coupling nucleic acids to piezoelectric devices // Methods. 2005. Vol. 37. P. 48-56.

366. Minunni M., Tombelli S., Scielzi R., Mannelli I., Mascini M., Gaudiano C. Detection of (3-thalassemia by a DNA piezoelectric biosensor coupled with polymerase chain reaction // Anal. Chim. Acta. 2003. Vol. 481. P. 55-64.

367. Love J. Ch., Estroff L.A., Kriebel J.K., Nuzzo R.G., Whitesides G.M. Self-assembled monolayers of thiolates on metals as a form of nanotechnology // Chem. Rev. 2005. Vol. 105. № 4. P. 1103-1170.

368. Русанова Т.Ю., Таранов B.A., Штыков C.H., Горячева И.Ю. Пьезокварцевый иммуносенсор на основе пленок Ленгмюра-Блоджетт для определения пирена в водных средах // Заводская лаборатория. 2009. № 5. С. 23-27.

369. Горячева И.Ю., Русанова Т.Ю., Бурмистрова Н.А., Де Саегер С. Иммунохимические методы определения микотоксинов (обзор) // Журн. аналит. химии. 2009. Т. 64. № 8. С. 788-806.

370. Иванов В.М., Кочелаева Г.А. Пнрокатехиновый фиолетовый в спектрофотометрических и новых оптических методах // Успехи химии. 2006. №75(3). С. 283-295.

371. Чернова Р.К., Харламова Л.И., Гурьев К.И., Сергеева И.С. Разнолигандные комплексы некоторых элементов с пиракатехиновым фиолетовым // Журн. аналит. химии. 1975. Т. 30. № 6. С. 1065-1072.

372. Mchedlov-Petrosyan N.O., Plichko A.V., Shumakher A.S. // Chem. Phys. Reports. 1996. V. 15 № 11. P. 1661-1678.

373. Индикаторы. Под ред. Э. Бишопа, перевод с англ. И.В. Матвеевой. Т. 2. М.: «Мир». 1976. С. 407-408.

374. Бернштейн И.Я. Каминский Ю.Л. Спектрофотометрический анализ в органической химии. Л.: Химия, 1986. 200 с.

375. Русанова Т.Ю., Левина Н.А., Юрасов Н.А., Горячева И.Ю. Нанопористые золь-гель материалы с иммобилизованными антителами для иммуноаффинного концентрирования пирена // Сорбционные н хроматографические процессы. 2009. Т. 9. Вып. 3. С. 391-398.

376. Berente В., Moricz A., Otta К.Н., Zaray G., Leko L., Racz L. Determination of ochratoxin A in Hungarian wines // Microchem; J. 2005. Vol.79. № 1. P. 103-107.

377. Danks C., Ostoja-Starzewska S., Flint J., Banks J.N. // Aspects Appl. Biol. 2003. Vol. 68. № 1. P. 21-27.

378. Патент на изобретение RU № 2364870 CI, зарегистрирован 20.08.2009 г. Устройство для тест-определения аналита / Горячева И.Ю., Русанова Т.Ю. Приоритет 25.06.2008.

379. Cabanes F.J., Accensi F„ Bragulat M.R., Abarca M.L., Castella G., Minguez S., Pons A. What is the source of ochratoxin A in wine? // Intern. J. Food Microbiol. 2002. Vol. 79. №3. P. 213-215.

380. Monaci L., Palmisano F. Determination of ochratoxin A in foods: state-of-the-art and analytical challenges // Anal. Bioanal. Chem. 2004. Vol. 378. P. 96-103.

381. Commission Regulation (EC) No. 1881/2006 of 19 December 2006. Official Journal of the European Union. 2006. Vol. L364. P. 5-24.

382. ГОСТ 28001-88 "Зерно фуражное, продукты его переработки, комбикорма. Методы определения микотоксинов: Т-2 токсина, зеараленона, охратоксина А".

383. Van Houwelingen A., De Saeger S., Rusanova Т., Waalwijk C., Beekwilder J. Generation of recombinant alpaca VHH antibody fragments for the detection of the mycotoxin ochratoxinA // World Mycotoxin Journal. 2008. Vol. 1. № 4. P. 407414.

384. Кирейко A.B., Веселова И. А. Шеховцова Т.Н. Механизм реакций пероксидазного окисления о-дианизидина, 3,3', 5,5 '-тетраметилбензидина и о-фенилендиимина в присутствии додецилсульфата натрия // Бноорг. химия. 2006. Т. 32. 1. С. 80-86.

385. Visconti A., Pascale М., Centonze G. Determination of ochratoxin A in wine by means of immunoaffinity column clean-up and high-performance liquid chromatography // J. Chromatogr. A. 1999. Vol. 864. P. 89-101.

386. Ngundi M.M., Shriver-Lake L.C., Moore M.H., Lassman M.E., Ligler F.S., Taitt C.R. Array biosensor for detection of ochratoxin A in cereals and beverages // Anal. Chem. 2005. Vol. 77. P. 148-154.

387. Visconti A., De Girolamo A. Fitness for purpose Ochratoxin A analytical developments // Food Addit. Contam. Supplement 1. 2005. P. 37^44.

388. Rusanova T.Yu., Beloglazova N.V., Goryacheva I.Yu., Lobeau M., Van Peteghem C., De Saeger S. Non-instrumental immunochemical tests for rapid ochratoxin A detection in red wine // Anal. Chim. Acta. 2009. Vol. 653. № 1. P. 97-102.