Синтез и применение магнитных молекулярно импринтированных тетрациклином полимерных наночастиц в пьезоэлектрическом сенсоре

Abstract

Цель работы состояла в синтезе методом «сore-shell by grafting» магнитных молекулярно-импринтированных тетрациклином полимерных наночастиц (Fе3O4@ПМО) и оценке возможности их применения в качестве распознающих компонентов пьезоэлектрического сенсора. В ходе исследования были установлены условия синтеза магнитных частиц полимеров с молекулярными отпечатками тетрациклина методом «ядро-оболочка». Полимеры с молекулярными отпечатками (ПМО), синтезируемые методом «ядро-оболочка» («сore-shell» или «сore-shell by grafting») уже положительно зарекомендовали себя как селективные сорбенты для концентрирования и разделения различных органических соединений. При этом, во-первых, достигается сферическая форма ядра и повышается степень дисперсности синтезируемых частиц Fе3O4@ПМО, имеющих однородную морфологию поверхности, а во-вторых, молекулярные отпечатки концентрируются в довольно тонком слое, что ускоряет повторное связывание с шаблоном. Получение магнитных ядер осуществляли модифицированным методом соосаждения, далее проводили гидрофобизацию их поверхности олеиновой кислотой для облегчения закрепления полимерного слоя и затем синтезировали молекулярно-импринтированную полимерную «оболочку» методом свободной радикальной полимеризации с применением метакриловой кислоты и этиленгликольдиметакрилата. Методом изучения спектра мутности установлены средние радиусы магнитных ядер Fе3O4 (65±3 нм), магнитных частиц Fe3O4@ПМО (93±4 нм) и Fе3O4@НИП (127±6 нм) и оценена толщина поверхностного полимерного слоя для Fe3O4@ПМО (28±5 нм) и Fе3O4@НИП (62±8 нм). Полученные результаты коррелируют с размерами наночастиц, установленными методом АСМ. Изучены условия формирования распознающего слоя на основе частиц Fе3O4@ПМО на поверхности золотого электрода пьезоэлектрического сенсора под действием магнитного поля, создаваемого неодимовым магнитом. Метод пьезокварцевого микровзвешивания оценена поверхностная концентрация молекулярных отпечатков и устойчивость распознающего слоя на основе магнитных частиц Fe3O4@ПМО тетрациклина. Установлены метрологические характеристики пьезоэлектрического сенсора для определения тетрациклина: получено уравнение градуировочной функции, определен диапазон определяемых содержаний антибиотика (16-275 мкг/см3), рассчитан предел обнаружения (4.5 мкг/см3). Параметры пьезоэлектрического сенсора на базе магнитных частиц Fе3O4@ПМО свидетельствуют о возможности его применения для выявления и определения тетрациклина в жидких средах.