Модифицированием электродной поверхности токопроводящими полимерными пленками, а также пленками на основе неорганических материалов, которые содержат «пришитые» реагенты, имеющие специфические функ5 циональные группы (активные окислительно-восстановительные центры), можно создать настолько благоприятные условия, что аналитический сигнал будет не только специфичным, но и высокочувствительным. <...> За прошедшее десятилетие созданы различные аналитические системы на основе модифицированных электродов, которые в электрохимическом анализе получили название электрохимических сенсоров или детекторов (датчиков). <...> В связи с этим прежде всего следует упомянуть книги Р. В. Каттралла (Химические сенсоры: Пер. с англ. <...> – 326 с.) и книги Г. Хенце (Полярография и вольтамперометрия: Пер. с англ. <...> Название книги отражает наш непреходящий интерес к тема7 Обозначения и сокращения А С Cmin Сн D E id ik k Eº i imax ip j ks K Kэ Kij Sr v t P ro S KM L n потенциал электрода, редокс-потенциал стандартный потенциал ток константа скорости максимальный ток пика плотность тока диффузионный ток кинетический ток максимальный ток константа скорости переноса электрона константа равновесия константа экстракции коэффициент селективности константа Михаэлиса толщина слоя радиус сферического электрода стандартное отклонение число переносимых электронов вероятность yx относительное стандартное отклонение скорость сканирования потенциала время величина сигнала-отклика АДФ аденозиндифосфат АМФ аденозинмонофосфат АТФ аденозинтрифосфат БПК ГОД ГЦМ гексацианометаллат ГЦФ гексацианоферрат ГЭ глюкозооксидаза ДМГ диметилглиоксим ДНК ИВА ДДС 8 ВЭЖХ высокоэффективная жидкостная хроматография ГК биологическое потребление кислорода главная компонента графитовый электрод додецилсульфат дезоксирибонуклеиновая кислота инверсионная вольтамперометрия нижняя <...>
Модифицированные_электроды_для_вольтамперометрии_в химии,_биологии_и медицине.pdf
Г. К. Будников, Г. А. Евтюгин, В. Н. Майстренко
ДЛЯ ВОЛЬТАМПЕРОМЕТРИИ
В ХИМИИ, БИОЛОГИИ
И МЕДИЦИНЕ
МОДИФИЦИРОВАННЫЕ
ЭЛЕКТРОДЫ
4е издание, электронное
Москва
Лаборатория знаний
2020
Стр.2
УДК 543
ББК 24.4
Б90
кафедра аналитической химии Московского государственного
университета имени М. В. Ломоносова и доктор химических
наук, профессор Х. З. Брайнина
С е р и я о с н о в а н а в 2003 г.
Р е ц е н з е н т ы:
Будников Г. К.
Б90 Модифицированные электроды для вольтамперометрии в химии,
биологии и медицине / Г. К. Будников, Г. А. Евтюгин,
В. Н. Майстренко. — 4-е изд., электрон. — М. : Лаборатория знаний,
2020. — 419 с. — (Методы в химии). — Систем. требования:
Adobe Reader XI ; экран 10".— Загл. с титул. экрана. — Текст :
электронный.
ISBN 978-5-00101-723-3
В научном издании изложены теоретические основы создания и механизмы
функционирования вольтамперометрических химических сенсоров
и биосенсоров на основе модифицированных электродов в решении
задач химии, биологии и медицины, контроля объектов окружающей
среды. Большое внимание уделено новым направлениям в конструировании
и применении модифицированных электродов — использованию наночастиц
и ионных жидкостей, биоматериалов, электропроводящих полимеров, самоорганизующихся,
мультисенсорных систем типа «электронный язык»,
детектированию веществ в потоке.
Для специалистов, работающих в области аналитической химии и аналитического
приборостроения, а также для преподавателей, студентов
и аспирантов химических, биологических и медицинских специальностей.
УДК 543
ББК 24.4
Деривативное издание на основе печатного аналога: Модифицированные
электроды для вольтамперометрии в химии, биологии и медицине / Г. К. Будников,
Г. А. Евтюгин, В. Н. Майстренко. — М. : БИНОМ. Лаборатория знаний,
2010. — 416 с. : ил. — (Методы в химии). — ISBN 978-5-9963-0199-7.
В соответствии со ст. 1299 и 1301 ГК РФ при устранении ограничений,
установленных техническими средствами защиты авторских прав,
правообладатель вправе требовать от нарушителя возмещения убытков
или выплаты компенсации
ISBN 978-5-00101-723-3
○c Лаборатория знаний, 2015
Стр.3
Содержание
Предисловие ……………………………………………………………..
Обозначения и сокращения …………………………………………...
5
8
Введение …………………………………………………………………. 10
Глава 1. Методы модифицирования электродов …………………... 19
1.1. Объемное модифицирование электродов ………………………. 21
1.1.1. Угольно-пастовые электроды …………………………….. 24
1.1.2. Импрегнированные и композитные электроды …………. 43
1.2. Поверхностное модифицирование электродов ………………… 45
1.2.1. Физическая адсорбция модификатора на поверхности
электрода …………………………………………………... 45
1.2.2. Иммобилизация модификатора с образованием
ковалентных связей ………………………………………. 52
1.2.3. Включение модификатора в полимерную пленку ………. 62
1.2.4. Модифицирование неорганическими материалами …….. 88
1.2.5. Физические методы модифицирования электродов ……. 98
1.2.6. Иммобилизация биокомпонентов ………………………... 104
Глава 2. Формирование сигнала-отклика на модифицированных
электродах ………………………………………………………. 125
2.1. Общая характеристика модифицированных электродов ……… 125
2.2. Электрокатализ на модифицированных электродах …………... 134
2.3. Концентрирование на поверхности и в объеме
электрода …………………………………………………………. 154
2.4. Модифицированные электроды в энантиомерном анализе …… 169
2.5. Электроды, модифицированные наночастицами и ионными
жидкостями ………………………………………………………. 187
Глава 3. Амперометрические биосенсоры ………………………….. 226
3.1. Общие принципы функционирования биосенсоров …………... 227
3.2. Ферментные биосенсоры ………………………………………... 238
3.2.1. Ферментные биосенсоры в медицине ……………………. 253
3.2.2. Ферментные биосенсоры в эколого-аналитическом
контроле ……………………………………………………. 260
3.3. ДНК-сенсоры ……………………………………………………... 268
3.3.1. Гибридизационные взаимодействия ……………………... 270
3.3.2. Определение низкомолекулярных соединений …………. 283
3.3.3. ДНК-повреждающие факторы и действие
антиоксидантов ……………………………………………. 288
3
2.6. Ультрамикроэлектроды ………………………………………….. 206
2.7. Мультиэлектродные системы …………………………………… 213
Стр.4
3.4. Иммуносенсоры ………………………………………………….. 293
3.5. Микробные сенсоры ……………………………………………... 308
3.6. Тканевые сенсоры ……………………………………………....... 314
Глава 4. Модифицированные электроды в электрохимическом
анализе …………………………………………………………… 319
4.1. Определение неорганических ионов …………………………… 319
4.2. Определение органических соединений ……………………….. 330
4.3. Определение биологически активных веществ ………………... 336
4.4. Модифицированные электроды в проточных
методах анализа ………………………………………………….. 345
4.4.1. Модифицированные электроды в высокоэффективной
жидкостной хроматографии ……………………………… 350
4.4.2. Модифицированные электроды как детекторы
в проточно-инжекционном анализе ……………………… 359
4.4.3. Биосенсоры в проточном анализе ………………………... 362
4.4.4. Модифицированные электроды в капиллярном зонном
электрофорезе ……………………………………………... 368
4.5. Микрофлюидные системы с электрохимическими
детекторами ………………………………………………………. 374
4.6. Детекторы газов ………………………………………………….. 381
4.7. Об информационных ресурсах Интернета ……………………... 387
4.7.1. Сайты научного Интернета ……………………………….. 389
4.7.2. Проблемы развития web-ресурсов ……………………….. 397
Литература ………………………………………………………… 400
4
Стр.5