Polimer wdrukowany molekularnie, sposób jego wytwarzania oraz chemiczny czujnik piezoelektryczny do oznaczania substancji biologicznie czynnych, zwłaszcza histaminy, dopaminy i adeniny (P-386665)



Pobieranie 16.72 Kb.
Data08.05.2016
Rozmiar16.72 Kb.



Komercjalizacja własności intelektualnej IChF

Nr oferty 386665/5/2011



Polimer wdrukowany molekularnie, sposób jego wytwarzania oraz chemiczny czujnik piezoelektryczny do oznaczania substancji biologicznie czynnych, zwłaszcza histaminy, dopaminy i adeniny (P-386665)

Przedmiotem wynalazku jest polimer wdrukowany molekularnie, sposób wytwarzania tego polimeru oraz chemiczny czujnik piezoelektryczny do wykrywania i oznaczania substancji biologicznie czynnych, zwłaszcza histaminy, dopaminy i adeniny, zawierający warstwę tego polimeru.

Rozwój metod analitycznych pozwala na coraz lepsze poznanie złożonej struktury materii ożywionej. Na podstawie zdobytej wiedzy podejmowane są próby stworzenia sztucznych układów naśladujących rozpoznawanie molekularne w żywych organizmach. W ostatnich latach znaczący postęp w tej dziedzinie uzyskano dzięki wykorzystaniu polimerów wdrukowanych molekularnie (ang. molecularly imprinted polimers, MIPs). Wdrukowywanie molekularne to skuteczna metoda otrzymywania syntetycznych materiałów, zawłaszcza polimerowych, umożliwiających rozpoznawanie na poziomie cząsteczkowym. Polimery otrzymywane metodą wdrukowywania molekularnego umożliwiają tworzenie miejsc wiążących dopasowanych wielkością i kształtem do cząsteczki analitu, która w jednym z początkowych etapów wdrukowania molekularnego stosowana jest jako szablon.



Podstawowym parametrem pozwalającym na oznaczanie substancji biologicznie czynnych, w obecności innych, potencjalnie zakłócających pomiar substancji, jest selektywność. Jest to parametr szczególnie istotny dla oznaczeń wykonywanych za pomocą bio- i chemosensorów. Obecnie, substancje biologicznie czynne z grupy amin biogenicznych, zwłaszcza histaminę, oznacza się w sposób nieciągły za pomocą testów immunologicznych lub za pomocą wysokosprawnej chromatografii cieczowej. Najbardziej niezawodne jest oznaczanie za pomocą chromatografii gazowej sprzężonej ze spektrometrią mas. Jednakże oznaczanie to jest żmudne i kosztowne, z uwagi na konieczność prowadzenia czasochłonnego procesu rozdzielania. Ponadto substancje biologicznie czynne z grupy amin biogenicznych , m. in. histamina, są wykrywane enzymatycznie przy użyciu biosensorów chronoamperometrycznych, w których stosowana jest oksydaza histaminowa, dehydrogenaza metyloaminowa9 lub dehydrogenaza chinohemoproteinowa amin.10 Biosensory te obciążone są istotnymi wadami wynikającymi z ich swoistości względem substratów. Co więcej, są podatne na zakłócenia oznaczeń spowodowane przez tlen cząsteczkowy.8 Okazało się, iż możliwe jest skonstruowanie chemosensora charakteryzującego się znacznie lepszą powtarzalnością oraz znaczną stabilnością, selektywnością, czułością i wykrywalnością od dotychczas stosowanych chemosensorów.

(a)

(b)





(c)

(d)



Rys. 1.  Wartości stałej trwałości, Ks, kompleksów różnych warstw MIP, osadzonych za pomocą elektropolimeryzacji, z analitami wdrukowanej substancji lub substancjami przeszkadzającymi w ich oznaczaniu. (a) Warstwa MIP wdrukowana melaminą osadzona na platynowej elektrodzie dyskowej rezonatora kwarcowego. Warstwa MIP wdrukowana (b) histaminą, (c) adeniną lub (d) dopaminą osadzona na wewnętrznej poli(2,2’-bitiofenowej) warstwie zaporowej pokrywającej platynową elektrodę dyskową rezonatora kwarcowego.


Powiązanie wdrukowanych szablonami warstw rozpoznających MIP i przetwornika sygnału detekcji w postaci piezoelektrycznego rezonatora kwarcowego mikrowagi kwarcowej (QCM), cięcia AT, o poprzecznych drganiach ścinających objętościowej fali akustycznej, umożliwiło opracowanie i wykonanie nowych piezomikrograwimetrycznych czujników chemicznych (Schemat 1) do selektywnego oznaczania wybranych substancji biologicznie czynnych z grupy amin biogenicznych, takich jak melamina, histamina, adenina i dopamina.

Schemat 1.  Chemiczny czujnik piezomikrograwimetryczny – rezonator kwarcowy pokryty warstwą MIP osadzoną elektrochemicznie na PBT warstwie zaporowej.

Czujniki te charakteryzują się wysoką czułością, selektywnością i wykrywalnością. Stosunkowo prosta procedura przygotowania warstw MIP za pomocą polimeryzacji elektrochemicznej umożliwia kontrolowanie grubości warstwy, stężenia luk molekularnych w polimerze i jego porowatości. Analityczna charakterystyka czujnika chemicznego jest znacznie bardziej korzystna, jeżeli do przygotowania warstwy MIP stosowany jest monomer sieciujący i ciecz jonowa. Powstaje wówczas trójwymiarowa, bardziej porowata warstwa MIP. Obecność wewnętrznej ~200 nm grubości poli(2,2’-bitiofenowej) warstwy zaporowej skutecznie zapobiega elektroutlenianiu analitów elektroaktywnych, takich jak histamina, adenina i dopamina, tym samym przyczynia się do wysokiej czułości i selektywności oznaczeń. W warunkach FIA, dobranych tak aby wyeliminować dyspersję próbki, tj. przy niewielkiej szybkości przepływu roztworu nośnego i dużej objętości zastrzykiwanego roztworu analitu, stężeniowy dolny próg wykrywalności osiąga 5 nM dla melaminy, histaminy i adeniny oraz 10 nM dla dopaminy. Nasze czujniki chemiczne są znacznie bardziej selektywne względem substancji zastosowanych do wdrukowania ich warstw MIP niż przeszkadzających w ich oznaczaniu związków podobnych do nich strukturalnie lub funkcjonalnie. Wartości wyznaczonych stałych trwałości kompleksów MIP z analitami zmieniają się dla danego polimeru w takiej samej kolejności jak czułości oznaczeń i potwierdzają, że luki molekularne odpowiadają wielkością i kształtem cząsteczkom szablonów stosowanych do wdrukowania a nie substancji przeszkadzających.

Kontakt z twórcą wynalazku

Prof. dr hab. Włodzimierz Kutner – tel. (22) 343 3217; wkutner@ichf.edu.pl



Kontakt z pełnomocnikiem ds. Wdrożeń i Patentów

Marcin Izydorzak – tel. (22) 343 3239 lub (22) 343 3072; mizydorzak@ichf.edu.pl


©absta.pl 2016
wyślij wiadomość

    Strona główna