Ученые 188bet体育_188bet亚洲体育_点此进入 упростили создание оптических датчиков для анализа жидкостей
Химики Санкт-Петербургского государственного университета предложили инновационный подход к созданию ионоселективных оптодов — оптических датчиков для анализа жидкостей. Новая технология позволяет существенно упростить и удешевить производство химических сенсоров, сохраняя их высокую точность.
Ионоселективные оптоды?— это полимерные оптические датчики, которые определяют концентрацию ионов в?растворах по?изменению цвета специального красителя (хромоионофора). Благодаря простоте использования, возможности уменьшения и?легкой расшифровке сигнала они?широко применяются в?аналитической химии. Например,?их?используют для?контроля качества воды, анализа крови и?других биологических жидкостей, мониторинга промышленных процессов и?экологических исследований.
Результаты исследования, поддержанного грантом РНФ, опубликованы в?научном журнале Sensors and Actuators B: Chemical.
Главное преимущество таких сенсоров?— высокая чувствительность, избирательность к?определенным ионам и?стабильность работы, что?позволяет быстро получать точные данные. Существующие подходы к?созданию сенсоров предполагают введение длинных алкильных заместителей в?молекулы индикаторов. Это?позволяет повысить их?эффективность, но?делает синтез и?очистку продуктов трудоемкими и?дорогостоящими. Химики Санкт?Петербургского университета разработали новый подход к?синтезу таких соединений.
Мы?предложили соединять водорастворимые красители, меняющие цвет в?зависимости от?кислотности среды, с?гидрофобными алкиламмониевыми солями. Так?они?образуют устойчивые ионные пары, что?позволяет использовать эти?красители в?многоразовых полимерных датчиках. Широкий спектр доступных составляющих для?таких ионных?пар позволяет легко регулировать физико?химические свойства полученных соединений и?значительно упрощает процесс синтеза, снижая затраты и?повышая доступность хромоионофоров с?регулируемой кислотностью.
Доцент кафедры физической химии?188bet体育_188bet亚洲体育_点此进入 Мария Пешкова
В?ходе исследования ученые также выявили важные закономерности?— например, доказывающие, что?свойства индикатора зависят от?типа исходного красителя и?противоиона. Чем?ниже?гидрофильность составляющих ионной пары, тем?стабильнее работает датчик в?измеряемых образцах.
Еще одно преимущество разработки 188bet体育_188bet亚洲体育_点此进入 состоит в?том, что?созданные датчики практически не?реагируют на?посторонние соли в?растворе, что позволяет использовать их?даже в?сложных средах?— природных водах, крови, промышленных стоках. Кроме?того, меняя кислотность индикатора, можно настраивать чувствительность датчика под?конкретные задачи.
Работа выполнена в?рамках гранта?РНФ ?Разработка и?экспериментальная апробация безградуировочных оптических сенсоров, потенциально применимых для ранней экспресс?диагностики муковисцидоза?.
Санкт?Петербургский университет уже несколько лет подряд является одним из?лидеров по?количеству грантов Российского научного фонда. В?2022?году ученые?188bet体育_188bet亚洲体育_点此进入 получили 112?грантов?— это?5,5?% от?общего числа победивших проектов и?наибольшее число грантов для?одной организации. При?этом?25?% поддержанных проектов выполняются под руководством молодых исследователей. В?2023?году Университет сохранил лидерство в?данном конкурсе?РНФ: ученые?188bet体育_188bet亚洲体育_点此进入 получили 70?грантов, это?5?% от?общего числа победивших проектов. От?Санкт?Петербургского университета на?конкурс 2023?года было подано 214?заявок, и?практически каждая третья из?них получила поддержку.
Тестирование новых сенсоров было проведено в?прибрежных водах Черного?моря во?время ноябрьской химической смены в?образовательном центре ?Сириус?. В?отличие от?обычных оптических сенсоров, которые реагируют на?посторонние ионы, новые разработки дают более точные результаты в?реальных условиях.