Все дипломы > Медицина > Добавить в закладки
Коллеги автора


Оставь голос:
Вы следите за научными мировыми открытиями?
Изредка о чем-то узнаю
Внимательно слежу
Нет - мне не интересно


Процитируем:
...« Приведена терминология, используемая в биосенсорном анализе. Дано краткое определение типам преобразователей, составляющих основу биосенсоров. Представлены характеристики био»...
подробнее

Медицина


Часто просматривают следующие страницы:


Френсис Бекон:

"Невежды презирают науку, необразованные люди восхишаются ею, тогда как мудрецы пользуются ею"



Рассмотрим основные принципы формирования биосенсоров потенциометрического типа.

Ион-селективные электроды. Ион-селективные полевые транзисторы, биосенсоры на их основе.

Анализируя различные типы ион-селективных электродов следует в первую очередь упомянуть о рН-электродах. Измерение рН (величины, равной отрицательному логарифму концентрации протонов в рвстворе) является одной из наиболее часто встречающихся процедур электрохимического анализа в химических или биохимических лабораториях. рН-электрод в сочетании с высокоомным (входное сопротивление порядка 1015 Ом) усилителем-вольтметром или, как его называют в подобной практике, рН-метром, является исключительно важным аналитическим прибором, позволяющим выполнять множество различных измерений – контролировать значение рН растворов, регистрировать изменение рН в ходе реакций, производить измерение разности потенциалов с высокой точностью. рН-электрод и метод измерения концентрации протонов был введен в практику химических измерений в начале 20-го века. К настоящему времени создано значительное количество разнообразных ИСЭ для детекции катионов Na+, K+, Mg2+, Ca2+, Cd2+, Cu2+, Ag2+, NH4+; анионов S-, I-, Br-, CN-, SCN-, F-, NО3-, ClO4-.

В общем виде выражение для потенциала E, возникающего на мембране ИСЭ, описывается уравнением Никольского:

где Е – генерируемый потенциал, мВ. Е0 – постоянный потенциал, не связанный с измеряемым ионом, αa – активность основного измеряемого иона, имеющего валентность zа. αj, zj, Ka,j – активность, валентность и селективность ИСЭ для каждого типа иона, вносящего помеху в измерения. R - газовая постоянная, равная 8,3 Дж/моль.град; Т - абсолютная температура, градусы; F - число Фарадея, 96 кКл/моль; логарифм десятичный.

На практике для оценки потенциала, возникающего на мембране ИСЭ, вместо уравнения Никольского часто используют уравнение Нернста, представляющего частный случай уравнения Никольского. Уравнение Нернста описывает упрощенную модель генерации потенциала, в которой не учитывается мешающее влияние других ионов, т.е. уравнение Нернста рассматривает ситуацию абсолютной селективности ИСЭ к данному типу иона. Уравнение Нернста имеет вид: Е = (2.3RT/zF) lg (С1/С2). Подразумевается, что С1 – концентрация иона в измеряемом растворе, С2 – концентрации иона внутри ИСЭ.

Одним из наиболее важных параметров, характеризующих ИСЭ, является чувствительность. Как и для любой измерительной системы, чувствительность выражается отношением изменения выходной функции к изменению параметра, от которого она зависит. В случае ИСЭ чувствительность определяют как отношение Е/lg (С1/С2) на участке линейной зависимости. Естественно, что интерес представляет максимальное значение чувствительности. По сути это максимальное значение соответствует максимальному значению производной от Е по lg (С1/С2). Чувствительность электрода, поведение которого описывается уравнением Нернста, можно выразить отношением изменения потенциала к десятикратному изменению концентрации иона. Для одновалентных ионов (в том числе и для протона) теоретическая величина этого параметра равна величине коэффициента 2.3RT/zF и составляет 59 мВ при изменении концентрации протонов в десять раз (или при изменении рН единицу, поскольку по определению, рН = - lg [H+], где [H+] представляет концентрацию протонов).

Типы ион-селективных электродов.

Распространенными типами ИСЭ являются стеклянные электроды и электроды на основе жидкостных ионообменных мембран. Для измерения рН жидких сред наилучшие параметры электродов обеспечивают стекла, содержащие соли лития. Зависимость генерируемого потенциала от рН у таких электродов линейна в диапазоне от 0 до 12 единиц рН (в диапазоне концентраций ионов водорода от 1 до -12 Моля); их чувствительность приближается к теоретической и составляет около 59 мВ/единицу рН. Измерительная часть электрода изготавливается в виде сферы, выпускаются также плоские и микроэлектроды. Основная форма рН электрода – стеклянный баллон диаметром 5 - 8 мм при толщине мембраны 200 – 300 мкм. Недостатком стеклянных электродов является их хрупкость.

Жидкостные ионообменные электроды. По структуре ионообменные электроды подобны рН-электродам и представляют собой корпус (как правило выполняется из пластика), заполненный электролитом определенного типа. Для каждого ИСЭ используются специальные типы внутренних электролитов. Электрический контакт с электролитом и подключение во внешнюю измерительную цепь обеспечивается за счет присутствия внутреннего металлического электрода. В торец ИСЭ встроена ион-селективная мембрана. Для измерения ионной концентрации ИСЭ в паре с электродом сравнения подключается к высокоомному вольтметру (Рис. 4.1.7). Ион-селективные мембраны получают растворением органического ионита (ионофора) в инертном растворителе; ионофор в растворенном виде вводят в инертный носитель-матрицу. После введения ионофора растворитель улетучивается, а матрица приобретает свойства потенциал-генерирующей мембраны. Потенциал зависит от концентрации ионов определенного типа и описывается уравнением Нернста, где С1 – концентрация иона в измеряемом растворе, С2 – концентрации иона внутри ИСЭ. Для формирования ион-селективной мембраны применяют силиконовую резину, полиметилметакрилат, поливинилхлорид; последний является наиболее распространенным материалом для изготовления ИСЭ.

На правах рекламы
. Данные модели платежных терминалов максимально приближенные по дизайну к массовым платежным киоскам, платежные терминалы каталог. |

Главы - параграфы


Так говорят:
Ну что я могу сказать? :) От одного только выражен...
Автор: ираида
Я и в школе химию особенно не понимала, и теперь-т...
Автор: коля
Биосенсорный метод анализа химических соединений в...
Автор: Иришка
Только что дочитал последнюю главу. Вообще замечат...
Автор: паша
Данное учебное пособие содержит так много хорошего...
Автор: ромка


Наука России - Наше будущее!