Kwantowe Nanostruktury Półprzewodnikowe do zastosowań w biologii i medycynie

Wielkość: px

Rozpocząć pokaz od strony:

Download "Kwantowe Nanostruktury Półprzewodnikowe do zastosowań w biologii i medycynie"

Maciej Cichoń
6 lat temu
Przeglądów:

1 Kwantowe Nanostruktury Półprzewodnikowe do zastosowań w biologii i medycynie Zadanie 17 pracowanie podstaw działania sensorów na bazie bioogniw i fotoogniw Krzysztof Noworyta, Piotr Pięta, Agnieszka Pietrzyk, Włodzimierz Kutner Instytut Chemii Fizycznej Polskiej Akademii Nauk, ul. Kasprzaka 44/52, Warszawa

2 Czym się zajmujemy? Nowe chemoczujniki do selektywnego oznaczania związków o znaczeniu biologicznym - Polimery wdrukowywane molekularnie jako warstwy rozpoznające - Zastosowanie makrocyklicznych receptorów molekularnych do przygotowywania warstw rozpoznających. Wykorzystanie opracowanych warstw rozpoznających do budowy czujników elektrochemicznych, mikrograwimetrycznych, czujników opartych na tranzystorach ChemFET oraz na rezonansie plazmonów powierzchniowych. Wytwarzanie i badanie ultracienkich warstw fulerenów, metaloporfiryn i nanorurek węglowych metodą Langmuira i Langmuira-Blodgett. Elektrochemiczne i elektroforetyczne osadzanie cienkich warstw materiałów kompozytowych (fulereny, nanorurki, metaloporfiryny) do budowy urządzeń do przetwarzania i magazynowania energii.

3 Dostępna aparatura badawcza Nowoczesne zestawy elektrochemiczne (potencjostaty/galwanostaty, bipotencjostat, pomiary impedancji elektrochemicznej) Zestaw do przygotowywania warstw Langmuira i Langmuira-Blodgett (waga Langmuira wraz czujnikami ciśnienia i potencjału powierzchniowego oraz mikroskopem kąta Brewstera). Mikroskop AFM/TM wraz z naczyńkiem elektrochemicznym. Elektrochemiczne mikrowagi kwarcowe (w tym przepływowe). Analizator sieciowy. Przyrząd do pomiarów rezonansu plazmonów powierzchniowych (PR). Gradientowy wysokosprawny chromatograf cieczowy. Przyrząd do testowania chemoczujników typu ChemFET. pektrofotometr UV-vis z przystawka do badań w trybie odbiciowym i w świetle spolaryzowanym liniowo.

4 It is there!! Transducer Recognition element ignal processing Recognition elements of biosensors: - antibody receptors - enzyme receptors - cell receptors - microorganisms - living plant or animal tissues Analyte Interferants A biosensor, an integrated receptor-transducer device, provides selective quantitative or semi-quantitative analytical information using a biological recognition element. D. R. Theavenot, et al., Pure Appl. Chem., 1999, 71, 2333.

5 Wdrukowywanie molekularne Wdrukowywanie niekowalencyjne Wdrukowywanie kowalencyjne Pre-aranŜacja Przygotowanie zespołu cząsteczek do polimeryzacji Polimeryzacja Ekstrakcja ubstancja oznaczana Monomery funkcyjne Ekstrakcja z rozerwaniem wiązań kowalencyjnych

6 Zalety polimerów wdrukowywanych molekularnie Wysoka odporność chemiczna. MoŜliwość pracy w rozpuszczalnikach organicznych. MoŜliwość pracy w szerokim zakresie kwasowości, mocy jonowych i temperatur roztworu. Wysoka selektywność. Prostota i wysoka powtarzalność zarówno syntezy jak i działania. Niski koszt wytwarzania.

7 Zalety osadzania polimerów wdrukowywanych molekularnie za pomocą elektrochemicznej polimeryzacji Brak konieczności stosowania inicjatora, światła UV lub podwyŝszonej temperatury. sadzanie bezpośrednio na elektrodzie. Łatwa kontrola grubości warstwy za pomocą wielkości przeniesionego ładunku. MoŜliwość kontrolowania morfologii powierzchni za pomocą doboru odpowiednich rozpuszczalników i elektrolitów. MoŜliwość kontrolowania zarówno właściwości wiskoelastycznych jak i porowatości warstwy poprzez inkluzję jonów elektrolitu podstawowego i dobór odpowiedniego rozpuszczalnika. Dobra adhezja warstw polimerów do powierzchni elektrod.

8 Biblioteka monomerów funkcyjnych zdolnych do polimeryzacji elektrochemicznej R R = H Bis(2,2'-bithienyl) methane R = H Bis(2,2'-bithienyl)-3,4-dihydroxyphenyl methane R = H H Bis(2,2'-bithienyl)-3,5-dihydroxyphenyl methane Bis(2,2'-bithienyl)-benzo-[18-crown-6] methane R = Bis(2,2'-bithienyl)-4,4,5,5-tetramethyl- 2-phenyl-[1,3,2]dioxaborolane methane B R. Chitta and F. D ouza, Chem. Dep., Wichita tate University, Wichita, K, UA

9 Biblioteka polimerów sieciujących α 2 α 2 X Y α 2 α 2 α α 1 1 X = Y = H T9 5 α 2 α 2 α 2 α 2 α α 1 1 α α 1 1 α 2 α 2 α 2 α 2 X = Y = D T9 5 (d 2 ) T14 6 T19 7 2,2'-bis(2,2'-bithiophen-5-yl)-3,3'-bi-1-benzothiophene F. annicolò a, M. Capaccio a, P. Traldi b, L. Falciola c, P. Mussini c a Department of rganic and Industrial Chemistry and Interdisciplinary Center for Nanostructured Materials and Interfaces (CIMAINA), University of Milano, Milano, Italy. b CNR-ITM Padova, Padova, Italy. c Department of Physical Chemistry and Electrochemistry and CIMAINA, University of Milano, Milano, Italy.

10 Zastosowanie elektrochemicznie osadzonego polimeru wdrukowanego do wykrywania histaminy Resonant frequency change, Hz Warstwa MIP osadzona na elektrodzie Pt mm a mm HN B N N + H 3 n -40 Warstwa MIP osadzona na warstwie poli(bitiofenu) Time, min b A. Pietrzyk,. uriyanarayanan, W. Kutner, R.. Chitta, F. D ouza, Histamine piezoelectric chemosensor using a recognition film of the molecularly imprinted polymer of bis(bithiophene) derivatives, praca wysłana do druku.

pyr-wcnts pyr-wcnts (C 60 -Pd)-PBT HC HC HC CH CH CH CH P.Pieta, E. Grodzka, K. Winkler, A.

11 Warstwy materiałów kompozytowych na bazie elektroforetycznie osadzanych jednościennych nanorurek węglowych powierzchniowo modyfikowanych kwasem 1-pirenobutanowym a b Warstwa pyr-wcnts pyr-wcnts (C 60 -Pd)-PBT HC HC HC CH CH CH CH P.Pieta, E. Grodzka, K. Winkler, A. L. Balch, G. M. Venukadasula, F. D ouza, W. Kutner, zgłoszenie patentowe P z dnia

Podobne dokumenty

Projekt nr POIG /08

Projekt nr POIG /08 KWATWE ATRUKTURY PÓŁPRZEWDIKWE D ZATWAŃ W BILGII I MEDYCYIE - RZWÓJ I KMERCJALIZACJA WEJ GEERACJI URZĄDZEŃ DIAGTYKI MLEKULAREJ PARTYCH WE PLKIE PRZYRZĄDY PÓŁPRZEWDIKWE Projekt nr PIG 01.01.02-00-008/08