27.01.2011

Kwantowe nanostruktury półprzewodnikowe do zastosowań w biologii i medycynie - Rozwój i komercjalizacja nowej generacji urządzeń diagnostyki molekularnej opartych o nowe polskie przyrządy półprzewodnikowe

17. Opracowanie podstaw działania sensorów na bazie bioogniw i fotoogniw

Elektroda wielowarstwowa do selektywnego

oznaczania dopaminy

A. Celebańska, D. Tomaszewska, A. Leśniewski, M. Opałło

27.01.2011 Instytut Chemii Fizycznej PAN

Instytut Chemii Fizycznej PAN

Choroba Parkinsona

choroba zwyrodnienia układu nerwowego związana z zanikiem neuronów

wytwarzających dopaminę

w Polsce cierpi na nią 80 000 osób, co roku zapada 5 000 nowych osób problem z diagnostyką – brak testów diagnostycznych

potrzebne tanie czujniki

określające stężenie dopaminy http://eu.art.com

Instytut Chemii Fizycznej PAN

Dopamina (DA)

Kwas moczowy (UA)Kwas askorbinowy (AA)

Acetaminofen (AC) (paracetamol)

Dopamina i wybrane substancje przeszkadzające

Instytut Chemii Fizycznej PAN

wegiel (8 nm)

Elektroda modyfikowana nano- i submikrocząstkami o przeciwnych ładunkach

Funkcjonalizowany

polikrzemian (100-300 nm)

Instytut Chemii Fizycznej PAN

zol - żel

+

0 2 4 6 8

0.00

0.05

0.10

0.15

Pore

Vol

ume

(cm

-3g-1

nm-1

)

Equivalent Pore Width (nm)

Synteza i charakteryzacja submikrocząstek polikrzemianowych

(TMOS)

Instytut Chemii Fizycznej PAN

Osadzanie

Instytut Chemii Fizycznej PAN

1 6

12 24

Wpływ liczby zanurzeń-wynurzeń (SEM)

Instytut Chemii Fizycznej PAN

0.1 M H2SO4, Air

0.0 0.4 0.8

-500

-250

0

250

24

12

6

E vs. Ag/AgCl / V

j /

A c

m-2 1

Charakterystyka elektrochemiczna (I)

Instytut Chemii Fizycznej PAN

Ru(NH3)2+/3+ Fe(CN)64-/3-

Charakterystyka elektrochemiczna (II)

-0.4 -0.2 0.0 0.2

-80

-40

0

4012

E vs. Ag/AgCl / V

j /

A c

m-2 0

0.0 0.3 0.6

-20

-10

0

10 12

j /

A

cm

-2

E vs. Ag/AgCl / V

0

Instytut Chemii Fizycznej PAN

0.0 0.3 0.6

0

600

1200

1800

24

j /

A c

m-2

E vs. Ag/AgCl / V

1

612

AA DA UA

0.1 M PBS pH 5

Woltametria dopaminy w obecności kwasu askorbinowego i kwasu moczowego

Instytut Chemii Fizycznej PAN

0.0 0.3 0.6

0

400

800 6

j /

A c

m-2

E / V vs. Ag/AgCl

0

AA DA UA

0.0 0.3 0.6-200

0

200

400

0

6

j /

A c

m-2

E / V vs. Ag/AgCl

AA DA AC

0.1 M PBS pH 5

Woltametria dopaminy w obecności kwasu askorbinowego i kwasu moczowego lub acetaminofenonu

2 mM 2 mM 1 mM 1mM 1 mM 0.1 mM

Instytut Chemii Fizycznej PAN

AA DA UA

Wpływ pH na woltametrię dopaminy w obecności kwasu askorbinowego i kwasu moczowego lub acetoaminofenonu

AA DA AC

1 mM 1mM 1 mM 1mM 1 mM 0.1 mM

Instytut Chemii Fizycznej PAN

0.1 M PBS pH 5

Woltametria pulsowa dopaminy w obecności kwasu askorbinowego i kwasu moczowego lub acetoaminofenonu

AA DA UA AA DA AC

1 mM 0.4- 350 µM 0.1 mM 1mM 0.3- 23.5 µM 0.1 mM

Instytut Chemii Fizycznej PAN

Electrode material IntereferencesLinear range

×10-6 mol dm-3

Detection limit ×10-6 mol dm-3

Method Ref.

ITO/CNP/poly(dimallydimethylammonium

chloride) AA0.1-10 0.05 DPV (Amiri et al. 2007)

ITO/MWCNT,polyamindoamine/MWCNT, niphtalocyanines

AA 2.5-240 0.54 CV (Siqueira et al. 2008)

Graphite/poly(diallyldimethylammonium chloride)/MWCNT-polystyrene

sulfonate

AA, UA 50-350 0.15 AC (Manjunatha et al. 2010)

GC/β-cylodextrin with MWCNT/polyaniline

- 0.1-25 0.06 SWV (Kong et al. 2009)

GC/SWCNT/cetylpyridinium bromide

AA,UA,citric acid, glucose,cysteine,

hippuric acid4-120 0.6 DPV (Zhang et al.

2007)

ITO/silicate particles/CNPAA, UA, AC,

tryptophan, citric acid, NADH

0.3-18 0.1 DPV Present work

Porównanie działania czujnika z innymi elektrodami typu lbl

Instytut Chemii Fizycznej PAN

Dziękuję za uwagę!

•Zgłoszenie patentowe•Przygotowany manuskrypt publikacji