Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Биология -> Тёрнер Э. -> "Биосенсоры: основы и приложения" -> 231

Биосенсоры: основы и приложения - Тёрнер Э.

Тёрнер Э., Карубе И., Уилсон Дж. Биосенсоры: основы и приложения — М.: Мир, 1992. — 614 c.
Скачать (прямая ссылка): biosensoriosnoviiprilojeniya1992.djvu
Предыдущая << 1 .. 225 226 227 228 229 230 < 231 > 232 233 234 235 236 237 .. 355 >> Следующая

время как электропроводность системы в целом будет достаточно высокой для
измерений.
Следует отметить, что толстая мембрана (100 мкм), изготовленная из
полимера, который принято считать диэлектриком, над затвором ХЧПТ может
оказаться электропроводной. Дело в том, что входное сопротивление
транзистора равно приблизительно 1015 Ом, поэтому любая мембрана с
сопротивлением, на порядок меньшим, будет вести себя как проводящий
элемент затвора.
Коллинз и Джаната [38] показали, что описанная в работе [37] мембрана
реагирует на изменения концентраций многих небольших неорганических ионов
в растворе и что через эту мембрану может проходить постоянный ток.
Следовательно, граница раздела этой мембраны и раствора не поляризована.
Аналогичные результаты были получены и при изучении мембран,
изготовленных только из полимеров (ПВХ, полистирола, блоксополимера
полистирол-полибутадиен) [6]. Оказалось, что по сопротивлению переносу
заряда такие мембраны располагаются между хорошими ионоселективными
мембранами и поляризованными электродами. Смешанный потенциал границы
раздела определяется потоками нескольких ионов. Высказывалось
предположение, что наблюдаемый отклик на иммунореагенты обусловлен
совместным эффектом адсорбции белков и ионного обмена, изменяющим
смешанный потенциал [38]. Так как адсорбции белка могут способствовать
иммобилизованные иммунореагенты, то легко сделать некорректное заключение
о непосредственной связи между выходным сигналом устройства и
иммунохимической реакцией. В действительности же выходной сигнал является
вторичным явлением, а изменение потенциала обусловлено многочисленными
неорганическими ионами. Даже ничтожно малое изменение концентрации любого
из этих ионов вызовет изменение смешанного потенциала на границе раздела.
Следовательно, основная цель разработки высокоспецифичных
иммунохимических сенсоров остается недостижимой, поскольку сенсор, по
сути дела, оказывается абсолютно неспецифичным. До настоящего времени не
найдено полимера, остающегося идеально поляризованным в водных растворах.
В работе [6] изучена возможность создания идеально поляризованных границ
раздела на основе пленок Лэнгмюра - Блоджетта [39] из стеарата кадмия.
При однократном осаждении на подложку из границы раздела воздух-вода
образуется монослойная пленка Лэнгмюра - Блоджетта. Граница раздела
воздух - вода ориентирует молекулы стеарата кадмия так, что гидрофильные
концевые группы располагаются на поверхности воды, а гидрофобные
углеводородные цепи вытягиваются над этой поверхностью в воздух почти под
прямым углом к поверхности. Осаждению монослоя предшествует физическое
сжатие, поэтому углеводородные цепи образуют довольно плотную упаковку.
Каждый последующий осаждаемый монослой стеарата кадмия обычно
ориентируется по отношению к предыдущему под углом 180° так, что в
соседних слоях молекулы располагаются по принципу "голова к хвосту". В
силу такой плотной упаковки слоев ориентированных углеводородных цепей
пленки Лэнгмюра-Блоджетта представляются весьма перспективными для
создания идеально поляризованных границ раздела. Пленка Лэнгмюра -
Блоджетта из двух монослоев представляет собой слой плотно упакованных
углеводородных цепей толщиной ~ 4,5 нм.
Химически чувствительные полевые транзисторы
417
Рис. 26.26. Результаты изучения методом циклической вольтамперометрии
алюминиевого электрода (1) и алюминиевого электрода, на который нанесено
11 монослоев стеарата кадмия (2), в 0,1 М NaCl. Еос-напряжение в режиме
холостого хода относительно электрода сравнения Ag/AgCl.
0,8
а*
%
ч
ч
I
I
I
-0,4
-QgL_
100
О
Е - Еос,
-100
Энергетический барьер переноса молекул воды или ионов через такую пленку
должен быть чрезвычайно высоким; следовательно, если структура пленки
совершенна, то граница раздела должна быть почти идеально поляризованной.
Пленки Лэигмюра - Блоджетта из стеарата кадмия на алюминиевом электроде
(11 монослоев, толщина 27,5 нм) действительно повышают сопротивление
границы раздела переносу заряда, но далеко не в той степени, какая
необходима для создания идеально поляризованной границы раздела ([6],
рис. 26.26). Сила тока, способного пересекать мембрану, уменьшилась
примерно на три порядка, однако наклон кривой зависимости ток -
напряжение показал, что электрическое сопротивление (как- мера
сопротивления переносу заряда) составило лишь 2 103 Ом см2, что намного
меньше необходимой величины 107 Ом см2. Высказывалось предположение, что
изучавшиеся пленки имеют дефекты или межзеренные границы, нарушающие
идеальную плотную упаковку углеводородных цепей и таким образом
пропускающие заряженные частицы. Эта работа, однако, носила характер
предварительного изучения свойств пленок в водных растворах, и в будущем,
возможно, удастся оптимизировать системы на основе пленок Лэнгмюра-
Блоджетта.
Из сказанного следует, что неудачи попыток создать иммунохимически
чувствительный сенсор (электрод или ПТ) объясняются тем, что пока еще не
Предыдущая << 1 .. 225 226 227 228 229 230 < 231 > 232 233 234 235 236 237 .. 355 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed