Zarębska Justyna
Zakład Chemii Nieorganicznej i Analitycznej
Pracownia Teoretycznych Podstaw Chemii Analitycznej
pH-czułe nanowłókna elektroprzędzione
Justyna Zarębska
Promotor: prof. dr hab. Agata Michalska Maksymiuk
Opiekun: dr Justyna Kalisz
Optody są czujnikami optycznymi, które reagują na obecność analizowanego składnika zmianą widma absorpcji lub emisji dzięki obecności selektywnego i czułego jonoforu. Reakcja z analitem powoduje zmianę właściwości optycznych jonoforu, dając sygnał zależny od stężenia oznaczanego związku [1]. Poszukiwane są nowe rodzaje receptorów optycznych, coraz częściej wykorzystuje się polimery przewodzące.
Celem pracy było stworzenie optody wykonanej z nanowłókien elektroprzędzionych, gdzie receptorem optycznie pH-czułym byłyby polidiacetyleny (PDA). PDA to grupa polimerów przewodzących o charakterystycznych właściwościach chromatycznych w zakresie światła widzialnego. Większość z nich ma barwę niebieską, która zmienia się na czerwoną pod wpływem bodźców takich, jak: temperatura, nacisk czy czynniki chemiczne. Wraz ze wzrostem pH następuje zmiana barwy PDA oraz wzrost intensywności emisji. PDA otrzymywane są z monomerów związków z grupy diacetylenów, które można wykorzystać do produkcji mat z nanowłókien metodą elektroprzędzenia. W tej metodzie do źródła napięcia (rzędu kilkunastu kV) podłączone są igła, przez którą przechodzi zawiesina polimerów i kolektor, na którym zbierane są nanowłókna [2]. Otrzymane maty poddawane są polimeryzacji pod działaniem światła UV [3]. W pracy wykorzystano maty z nanowłókien do przygotowania sensorów pH czułych. W porównaniu z tradycyjną planarną „litą” membraną nanowłókna mają kilka rzędów wyższy stosunek powierzchni do objętości, co przekłada się na krótszy czas odpowiedzi, czy niższą granicę wykrywalności.
Zaprezentowane wyniki dotyczą dwóch mat zawierających kwas 10,12-trikozadiynoinowy (ang. 10,12–tricosadiynoic acid (TCDA)) lub kwas 10,12-pentakozadiynowy (ang. 10,12-pentacosadiynoic acid (PCDA)). W otrzymanych sensorach wraz ze wzrostem pH zmieniała się barwa z niebieskiej na czerwoną oraz następował wzrost rejestrowanej emisji. Pomiary wykonano za pomocą spektroskopii UV-vis, spektrofluorymetrii oraz przeprowadzono komputerową analizę obrazu (zdjęcia wykonanego kamerą telefonu komórkowego) w programie Image J. Otrzymane wyniki były ze sobą zbieżne, rejestrowany sygnał w funkcji pH miał przebieg sigmoidalny i nieznacznie zmieniał się w czasie. Wyniki pokazują, że zaproponowane maty z nanowłókien elektroprzędzionych zawierających PDA mogą być wykorzystywane jako czujniki pH.
Literatura:
[1] Mistlberger G., Crespo G. A., Bakker E., Annual Rev. Anal. Chem. 2014, 7, 483-512.
[2] Bhardwaj N., Kundu S. C., Biotechnol. Adv. 2010, 28, 325-347.
[3] Qian X., Städler B., Chem. Mater. 2019, 31, 1196−1222.