Модификация поверхности каналов микрочипа для анализа нейротрансмиттеров

Николаев А.В.,¹ Зарипов Р.Т.²

1Санкт-Петербургский государственный университет,

Санкт-Петербург, Россия.

Аспирант 2г.

ah-doc@yandex.ru

2Санкт-Петербургский государственный университет, Санкт-Петербург, Россия. Студент IV курса.

Научный руководитель: Карцова Л.А.

Одним из активно развивающихся направлений в современной аналитической химии является разработка микрофлюидных аналитических систем, в которых все стадии химического анализа (ввод пробы, реакция, разделение, детектирование) проводятся на одном и том же устройстве – микрофлюидном чип-анализаторе (МФЧА). Возможность управлять химическими свойствами внутренней поверхности каналов крайне важна из-за присущих микроаналитическим системам высоких значений соотношения площадь поверхности/объем. Модификация поверхности каналов позволяет контролировать электроосмотический поток (ЭОП) и предотвращать взаимодействие молекул аналита со стенками каналов. Работа посвящена исследованию возможности модификации каналов конкретной микроаналитической системы – МФЧА для капиллярного электрофореза с электрохимическим детектированием с целью определения нейротрансмиттеров. Чип-анализатор представляет собой стеклянную подложку с нанесенными на нее золотыми микроэлектродами и «крышку» из полидиметилсилоксана с системой каналов и резервуаров. Использовался полностью интегрированный электрохимический детектор. Электроды расположены параллельно потоку электролита. В качестве рабочего буфера выбран боратный с различными концентрациями (5-15 мМ). Проведена ковалентная и динамическая модификация поверхности микроканалов. В первом случае чип подвергали воздействию плазмы кислорода. Модификацию проводили двумя способами: обработка чипа в собранном варианте и обработка ПДМС, с последующим склеиванием чипа. Второй вариант позволял быстро обрабатывать поверхность канала (~20 мин), однако ухудшалась адгезия ПДМС и стекла, что приводило к вытеканию электролита из канала. На обработку склеенного чипа уходило ~2 ч, однако при этом вытекания электролита не наблюдалось. Обработка плазмой позволила уменьшить время выхода аналитов, ассиметрию пиков, а также улучшить воспроизводимость ЭОПа.

Для проведения динамической модификации использовали MES, деоксихолат натрия, ДДСН. Максимальное увеличение скорости ЭОП (до 27%) достигается с использованием ДДСН. При этом воспроизводимость ЭОП ниже, чем при ковалентной модификации.Оценка работоспособности системы проводилась на стандартных растворах (1мг/л) соединений, содержащих электроактивные группы: двухатомных фенолов и антиоксидантов полифенольного типа; катехоламинов (адреналин, норадреналин, дофамин) – диагностических маркерах различных заболеваний центральной нервной системы.

Формирование аналитического сигнала платины в методе анодной инверсионной вольтамперометрии на углеродных электродах

Новожилов И.Н.

Новосибирский национальный исследовательский государственный университет,

Новосибирск, Россия.

Студент V курса.

inovozhilov90@gmail.com

Научный руководитель: Галкин П.С.

Для определения МПГ широко используются методы спектрального анализа, но развиваются и находят применение также электрохимические методы, в частности инверсионная вольтамперометрия (ИВ) в вариантах анодной инверсионной вольтамперометрии (АИВ) и адсорбционной инверсионной вольтамперометрии (АдИВ). Эти методы обладают высокой чувствительностью и поэтому пригодны для количественного определения следовых содержаний платины в морской воде, позволяют установить в объектах окружающей среды наличие платины, источником которой являются катализаторы, устанавливаемые на двигателях внутреннего сгорания автомобилей.

Однако реальное применение методов инверсионной вольтамперометрии к определению металлов платиновой группы связано с изучением их особенностей, касающихся вопросов пробоподготовки, выбора, обработки и подготовки рабочих электродов, специфики поведения определяемых элементов.

Определение платины методом ИВА возможно только при электроосаждении с другим металлом [1]. В процессе совместного электровосстановления ртути и платины на электроде образуется интерметаллическое соединение, способное окисляться в анодной стадии.

Целью настоящей работы является разработка методов инверсионно-вольтамперометрического определения платины в водных растворах с использованием композиционных углеродных электродов. Задачи текущего этапа включают изучение особенностей формирования аналитического сигнала платины в методе АИВ на различных углеродных электродах при использовании растворов различного состава.

По литературным данным, ансамбли ультрамикроэлектродов являются перспективными инструментами для аналитического применения в инверсионной вольтамперометрии [2]. В экспериментах использовали электроды из стеклоуглерода, электроды из углеродного волокна и композиционные углеродные электроды из спектрального графита со связующим из полистирола. Условия: потенциал накопления -600 мВ, время накопления 60 сек, скорость развертки 10 мВ/с.

П ервоначально в качестве фона, в соответствии с литературными данными [1], использовался 0,5 M раствор соляной кислоты. Было найдено, что при каждой добавке платины в анализируемый раствор уменьшался пик ртути, но не проявлялся пик, связанный с платиной.

В работе было изучено влияние фонового раствора на положение и характер аналитического сигнала на композиционных электродах и электродах из углеродного волокна, представляющих собой ансамбли ультрамикроэлектродов. Показано, что устойчивый сигнал, зависящий от платины, формируется при использовании солянокислых растворов бромида калия или натрия. Показано, что наибольшей чувствительностью к платине обладают электроды, изготовленные из композита “спектральный графит-полистирол”. Полученные закономерности использованы при разработке методики определения платины в природных и промышленных объектах.

Литература:

[1] Колпакова. Н. А. Закономерности электроконцентрирования и электроокисления осадков платиновых металлов и их определение методом инверсионной вольтамперометрии в минеральном сырье: Автореф. дис. докт. хим. наук: 02.00.04 / Н. А. Колпакова. Кем. гос. ун-т. – Кемерово., 1996. –44 с.

[2] Хенце Г. Полярография и вольтамперометрия. Теоретические основы и аналитическая практика / Г. Хенце; пер. с нем. А. В. Гармаша и А. И. Каменева. - М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2010. - 284 с.