Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Биология -> Тёрнер Э. -> "Биосенсоры: основы и приложения" -> 270

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 .. 264 265 266 267 268 269 < 270 > 271 272 273 274 275 276 .. 355 >> Следующая

зависимости от pH при длинах волн больше 450 нм, и, таким образом, этот
краситель можно использовать с пластиковыми оптическими волокнами [19]. У
ковалентно иммобилизованного индикатора значение рКа составляет 7,6,
тогда как в растворе рКа = 7,9. Измеряемым параметром здесь является
отношение интенсивности отраженного фазой реагента (или прошедшего через
нее) света с длиной волны 558 нм, которой соответствует максимум
поглощения основной формы красителя, к интенсивности света с длиной волны
600 нм, при которой не поглощает ни одна форма индикатора. Сенсор
позволяет измерять pH с точностью 0,01 ед. pH в диапазоне от 7,0 до 7,4.
Он не требует переградуировки в течение нескольких часов. При изменении
pH сигнал сенсора меняется экспоненциально и за 0,7 мин достигает уровня
(1 - 1/е), или 63% от конечного значения. Недостатком сенсора является
то, что он основан на регистрации не флуоресценции, а изменении
способности фазы реагента к поглощению или отражению света. ,
В работах [2, 11] изучен индикатор 4-метилумбеллиферон, привлекательный
тем, что его кислая и основная формы флуоресцируют при разных длинах волн
и, таким образом, можно связать pH с отношением интенсивностей
флуоресценции обеих форм. Однако 4-метилумбеллиферон возбуждается в
ультрафиолетовой области спектра (318 нм), поэтому требуется относительно
дорогостоящее оборудавание, т. е. источник света с дуговой лампой и
оптическое волокно из плавленого кварца.
Еще одним индикатором, привлекающим внимание исследователей, является
Длина волне>е, /еж
Рис. 30.2. Спектральные свойства ГПТС. 1 -спектр поглощения кислой формы;
2-спектр поглощения основной формы; 3-спектр флуоресцентного испускания
основной формы. При нейтральных pH наблюдается флуоресценция основной
формы, даже если индикатор в основном состоянии находится в кислой форме.
Оптические сенсоры на основе иммобилизованных реагентов
483
тринагриевая соль 8-гидрокси-1,3,6-пирентрисульфоновой кислоты (ГПТС)-
наиболее подходящий растворимый индикатор для измерений в области
физиологических значений pH [33]. Спектры различных форм ГПТС приведены
на рис. 30.2. Основная форма индикатора избирательно возбуждается при 470
нм, тогда как кислая форма-при 405 нм. В буферном растворе в
физиологической области pH кислая форма ГПТС в возбужденном состоянии
быстрее депротонируется, чем флуоресцирует. Поэтому наблюдается излучение
основной формы индикатора, даже если в основном состоянии индикатор
находился в кислой форме. Отношение интенсивностей флуоресценции,
возбуждаемой при 405 и 470 нм, измеряют в зависимости от pH. Отношение
интенсивностей флуоресценции ГПТС измеряют, как и в случае 4-
метилумбелли-ферона, но при этом можно использовать стеклянное оптическое
волокно и источник света с обычной лампой накаливания.
Поскольку ГПТС содержит три сульфогруппы, значение р/<'" в растворе
сильно зависит от ионной силы. Разница в значениях pH, измеряемых с 4-
метилумбел-лифероном и ГПТС, фактически может служить оптическим
индикатором ионной силы [15, 16]. ГПТС иммобилизуют как ковалентным
связыванием, так и путем ионного обмена [35]. Иммобилизация приводит к
изменению и даже к обращению зависимости рКа от ионной силы. Если
иммобилизовать ГПТС на субстрате, обеспечивающем приемлемую зависимость
рКа от ионной силы, то этот индикатор, вероятно, оказался бы наилучшим
для измерений в области физиологических значений pH. (Следует отметить,
что автор этой главы ранее обращал внимание на независимость от ионной
силы значений pH, измеренных с помощью иммобилизованного на ионообменной
мембране ГПТС [35]. При этом подразумевается только, что измерение
отношения интенсивностей позволяет исключить влияние ионной силы на
эффективность флуоресценции, а отнюдь не то, что при иммобилизации ГПТС
на мембране рКа не зависит от ионной силы.)
В качестве флуориметрических pH-индикаторов можно использовать также
флуоресцеин и его производные [13, 20]. Достоинством этих индикаторов
является то, что они могут эффективно возбуждаться аргоновым ионным
лазером.
Рабочий диапазон оптических сенсоров составляет 1 - 2 единицы pH с
центром в точке, соответствующей рК(, индикатора. До сих пор усилия
исследователей были направлены в основном на поиск индикаторов, пригодных
для измерений в физиологическом диапазоне pH; pH-индикаторам,
функционирующим вне этого диапазона, посвящено малое число работ. Ряд
иммобилизованных колориметрических индикаторов, изменяющих окраску при
самых различных pH, был опробован для использования в сенсорах на основе
отражения света [6, 7].
30.5.2. Определение рС02
Оптические сенсоры С02 аналогичны С02-электроду Северинхауза. Оптический
pH-сенсор помещают в резервуар с раствором бикарбоната и закрывают
проницаемой для С02 мембраной, обычно силиконовой. Парциальное давление
С02 определяет концентрацию угольной кислоты во внутреннем растворе,
которая в свою очередь определяет pH буферной системы угольная
Предыдущая << 1 .. 264 265 266 267 268 269 < 270 > 271 272 273 274 275 276 .. 355 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

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

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed