20% off Mass Spectrometer range at Conquer Scientific

There is 1 related live offer.

20% Off Mass Spectrometers

作为人为识别和药物发运媒体的分子被印的聚合物

约瑟夫 J. BelBruno 教授

约瑟夫 J. BelBruno,化学系教授,达特茅斯学院,汉诺威, NH 03755 美国。 对应的作者: jjbchem@dartmouth.edu

分子识别和分子封闭是提供在应用的巨大潜在一样不同象传感器、环境治理和被瞄准的药物发运的 nanoscale 进程。 生物感受器官和自然材料例如脂质体提供非常好的特性为这样使用。 然而,这些分子是消耗大,复杂的生产并且对化工和实际环境是敏感的。 分子印生产请仿造工作情况的分子特定洞,并且可能被替代为,自然感受器官束缚位置或抗体,不用自然系统的温度敏感性和高费用。1 而且,这些人为感受器官可能为几乎所有目标分子被综合。

当几个交替法存在时,印的普通概念,通过聚化,在表 1. 被显示。 模板或目标分子与单体混合。 通过自集合,这块模板形成与这个单体的官能团的复杂。 这个自被汇编的结构是锁着的到安排由与一交互相联的代理的聚化。 在聚化是完全的以后,这块模板从这个聚合物被提取,并且分子被印的聚合物或 MIP 即可用。 有选择性 MIP rebinds 模板分子从解决方法或从蒸气阶段。

图 1。 MIPs 的生产的综合程序显示。 这个模板和单体是混杂的,并且前聚化复杂被形成。 交联剂和创始者被添加,并且复杂是 “锁着的”到这个聚合物。 终于,去除这块模板,并且 MIP 准备好 rebinding。

当耦合对读出分析物的出现的技术, MIPs 提供识别一种化学药剂一个分子特定方法。 分子被印的聚合物使用了作为固相提取吸附和作为色谱分析的 (GC 和高性能液体色谱) 列材料为目标的范围的分隔和确定包括环境污染物、配药、杀虫剂、化学战材料和工业废料流。 药物检查和药物发运是 MIPs 可能扮演角色的另外的研究域。1 更大的生物分子例如蛋白质和更小,商业治疗学被瞄准了。

MIPs 的形成经常描绘为在聚合物形态学上的重大的变化,使用在 nanoscale的显微学技术被观察。2 图 2 存在我们的 unimprinted 和 (AFM)葡萄糖被印的 polyvinylphenol 聚合物的基本强制缩微本图象。 注意在被印的聚合物材料创建的毛孔是一些十倍等级毫微米。

这部影片的形成由模板聚合物主机复杂的相对相分隔从其他要素,模板模板和聚合物聚合物的控制, MIP 解决方法。 这些是 MIP 的薄膜的图象,与 ~300nm 的一个被评定的厚度。

图 2. 一部 unimprinted polyvinylphenol 影片 (左) 和 polyvinylphenol 影片的 AFM 图象印用葡萄糖 (正确)。

MIPs 是利益作为综合被形成的识别和虫胶黏合剂各种各样感觉的应用的,是我们的当前研究焦点。 作为传感器,他们为分析物陈列 MIPs 的关键字元是密度有效的站点,他们的几何可及性管理的传感器回应速度和这种选择性。 薄膜材料而不是粉末可能用于优选这个密度,并且感受器官站点的可用性,当他们在不平衡情况下经常被形成,和,当稀薄,使扩散距离减到最小必要为了分析物能横断在提取和约束活动期间。

不同的感觉的结构被使用以多种报告的传感器设备。 例如, Sadeghi3 发展了在聚合物基础上的一个电位差的传感器印为抗药性 levamisole 氯化物,在聚氯乙烯膜被埋置。 传感器,有在 µM 范围的区分的,较少的响应时间比 15s 和寿命四个月,是高度有选择性的对在纯或片剂公式化的抗生素。 我们关于在尼龙6 影片被瞄准向氨基酸的解决方法报告和主持的一个电容传感器,一个真的并行牌照电容结构。4 运行在 AC 模式下,这些传感器在功耗因数峰顶中陈列了重大的转移,情报目标分析物是否是存在传感器或被去除了。 而且,为特定氨基酸编译的传感器是不区分的对其他,竞争的氨基酸的吸附。

最近,我们着重 chemiresistive 传感器。 被印的聚合物解决方法是空转或垂度上漆的在一套 interdigitated 电极平版印刷被生产的硅片上。 聚合物影片被保持非常稀薄, 100-300nm,因此吸附活动通过在设备的传导性的上变化被检测并且报告。 此技术的一种重要应用是检测第二手香烟烟出现的一部感觉的影片的发展通过特定吸附在自由流通的空气的尼古丁。5 此设备依靠一部导电性聚合物影片, polyaniline,作为报告作用者。 对间接吸烟出现的一种典型的回应从一根唯一香烟的在表 3. 显示。 在阻力的增量是立即的,并且从这个最大数量的死亡发生,当熄灭这根香烟。 这样一部影片的并网在一个私有传感器的将提供方法通知那些最敏感对他们必须采取预防措施闷燃的烟草的要素。

图 3。 一个基于 polyaniline 的传感器的回应对第二手香烟烟通过尼古丁的检测。

一个相似的设备,使用一块不同的吸附性的层,而且使用 polyaniline 作为报告要素,被发展特别地检测气体甲醛出现在子 ppm 级别。6 再次提供方法保证也许由风险相反影响那些人的安全性。

被描述的两个基于阻力的传感器上面依靠 polyaniline 作为导电性要素。 因为在传导性上的变化要求分析物摘要从这个被掺杂的聚合物的一个氢核这是一种受限制的情形。 我们开发了导电性要素是唯一被围住的碳 nanotubes 的一个更加通用的途径。7 一般,一小部分碳 nanotubes 有金属属性,并且这些管起报告作用者作用对于吸附。 MIP 是上漆的在 nanotubes 上,在电极间然后存款。 这是一个通用技术和,当我们期望查找技术的时许多用途,我们报告了测试对于 cotinine 出现在尿的一种特定应用。 Cotinine 是尼古丁专业代谢产物,并且要求一个更加敏感的测试为了估计对第二手香烟烟的暴露在单个。


参考

  1. J.J. BelBruno, “分子印了聚合物: 有广泛应用”,微小和 Nanosystems 的, 1, 163 人为感受器官 (2009)。
  2. S.E. 坎伯、 M. 林斯, L. Xie 和 J.J. BelBruno “空转被涂上的分子被印的聚合物表面形态学摄制”,表面和界面分析 41, 347 (2009)。
  3. S. Sadeghi、 F. Fathi 和 J. Abbasifar, “在分子被印的聚合物”,传感器和致动器 levamisole 氯化物的电位差感觉 B 122, 158 基础上 (2007)。
  4. J.J. BelBruno、 G. 张和 U.J. 吉布森, “电容感觉在分子被印的尼龙影片”,传感器和致动器 B 155, 915 的氨基酸 (2011)。
  5. Y. 刘、 A. Antwi-Boampong, S.E. Tanski, M. Crane 和 J.J. BelBruno, “第二手香烟抽烟的检测通过使用导电性聚合物的尼古丁摄制”,科学 (被提交, 2012 9月)。
  6. S. Antwi-Boampong 和 J.J. BelBruno, “甲醛蒸气的检测使用导电性聚合物的摄制”,传感器和致动器 B, (被提交, 2012 8月)。
  7. S.W.R. Dunbar 和 J.J. BelBruno, “分子印了聚合物碳 nanotube 传感器被瞄准对 cotinine”,化工传感器,在新闻中 (2012)。

Date Added: Sep 6, 2012 | Updated: Jun 11, 2013

Last Update: 14. June 2013 12:06

Tell Us What You Think

Do you have a review, update or anything you would like to add to this article?

Leave your feedback
Submit