ДЕТЕКТУВАННЯ БІОСУРФАКТАНТІВ НА ПОВЕРХНІ НАНОПОРИСТОГО КРЕМНІЮ
DOI:
https://doi.org/10.18524/2307-4663.2017.3(39).110965Ключові слова:
нанопоруватий кремній, сенсори, саркозил, рамноліпід, циклогептадеканова кислотаАнотація
Мета. Дослідження взаємодії деяких природних і напівсинтетичних поверхнево-активних речовин (ПАР) з поверхнею напівпровідникових структур на основі нанопористого кремнію (нано-ПК). Методи. Зразки нано-ПК з високим рівнем легування (КЄС-0,01) були отримані методом анодного електрохімічного травлення монокристалічного кремнію в електроліті на основі 48%-ного водного розчину фтористо-водневої кислоти. Низький опір контактів визначалося відпалом (450 0С) зразків нано-ПК з нанесеними на них алюмінієвими контактами. Детектування проводили для біосурфактантів: саркозилу (натрій лаурилсаркозин), рамноліпіду (рамнозо- ди-β-гідроксиде- каноєнова кислота) і циклогептадеканової кислоти. Результати. Вивчено взаємодію біосурфактантів з поверхнею нано-ПК. Показано, що ці сполуки суттєво впливають на вольтамперні характеристики (ВАХ) зразків нано-ПК. В рамках адсорбційної моделі пояснено взаємодію досліджених ПАР з нано-ПК. Зміна ВАХ зразків нано-ПК при нанесенні супрамолекулярних об'єктів пов'язано з наповненням нанопор цими макромолекулами, що володіють значною діелектричною проникністю. Показано, що вплив вивчених ПАР на електричні параметри нано-ПК має характерні особливості для кожного з досліджених сполук, що дозволяє диференційовано ідентифікувати різні ПАР сенсорами на основі нано-ПК. Висновок. Фізична причина зміни ВАХ зразків нано-ПК при нанесенні біосурфактантів пов'язана з наповненням нанопор кремнію мультиламеллярними структурами ПАР. Складний вид ВАХ при адсорбції саркозилу, рамноліпіду, циклогептадеканової кислоти визначається гетеропереходами між планарнимі алюмінієвими контактами і наноструктурами кремнію, і зміною в області мікробар’єрів, сформованих іж ниткоподібними кристалами поверхні нано-ПК.
Посилання
Ivkov VG, Berestovsky G.N. Dynamic structure of the lipid layer. Moscow: Nauka, 1981. 296.
Bechelany Mikhael, Balme Sebastien, Miele Philippe. Atomic layer deposition of biobased nanostructured interfaces for energy, environmental and health applications. Pure Appl. Chem. 2015; 2(61): 242-250.
Bisi O, Ossicini Stefano, Pavesi L. Porous silicon: a aquantum sponge structure for silicon based optoelectronics. Surface Science Report. 2000; 38: 1-126.
Deachapunya S. Slow beams of massive molecules. Eur. Phys. J.D. 2008;46:307–313.
Elhag S, Ibupoto ZH, Khranovsky V, Willander M, Nur O. Habit-modifying additives and their morphological consequences on photoluminescence and glucose sensing properties of ZnO nanostructures, grown via aqueous chemical synthesis. Vacuum. 2015;116:21–26.
Gerlich Stefan, Eibenberger Sandra, Tomandl Mathias, Nimmrichter Stefan, Hornberger Klaus, Paul J. Fagan, Jens Tuxen, Marcel Mayor, Markus Arndt. Quantum interference of large organic molecules. Nature Communications. 2011;2(263):1–5.
Jing Wang, Yang Jiao, Yang Liu, Zhenglin Zhang, Fengyu Qu, and Xiang Wu, Gas Phase Growth of Wurtzite ZnS Nanobelts on a Large Scale. Journal of Nanomaterials. 2013:1–4 DOI: 10.1155/2013/596313
Kang Z, Gu Y, Yan X, Bai Z, Liu Y, Liu S, Zhang X, Zhang Z, Zhang X, Zhang Y. Enhanced photoelectrochemical property of ZnO nanorods array synthesized on reduced graphene oxide for self-powered biosensing application. Biosens. Bioelectron. 2015;64:499–504.
Kasemo Bengt. Biological surface science. Surface Science. 2001: 22–23.
Makaraviciute А, Ruzgas T, Ramanavicius A. Antibody fragment immobilization on planar gold and gold nanoparticle modified quartz crystal microbalance with dissipation sensor surfaces for immunosensor applications. Analytical Methods. 2014; 6:2134–2140.
Picciolini S, Castagnetti N, Vanna R, Mehn D, Bedoni M, Gramatica F, Villani M. Calestani D, Pavesi M, Lazzarini L, Zappettini A, Morasso C. Branched gold nanoparticles on ZnO 3D architecture as biomedical SERS sensors, RSC Adv. 2015;5:93644–93651.
Politi J, Rea I, Dardanoa P, De Stefano L, Gioffrè M. Versatile synthesis of ZnO nanowires for quantitative optical sensing of molecular biorecognition. Sens. Actuators B. 2015;220:705–711.
Sodzel D, Khranovsky V, Beni V, Turner APF, Viter R, Eriksson MO, Holtz PO, Janot JM, Bechelany M, Balme S, Smyntyna V, Kolesneva E, Dubovskaya L. Volotovski I, Ubelis A, Yakimova R. Continuous sensing of hydrogen peroxide and glucose via quenching of the UV and visible luminescence of ZnO nanoparticles. Microchimica Acta. 2015;182:1819–1826.
Yakimova R, Selegård L, Khranovsky V, Pearce R, Lloyd Spetz A, Uvdal K. ZnO materials and surface tailoring for biosensing. Front. Biosci. 2012;4:254– 278.
##submission.downloads##
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2017 Мікробіологія і біотехнологія
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.
Автор передає журналу (університету) на безоплатній основі невиключні права на використання статті (на весь строк дії авторського права починаючи з моменту публікації, розміщення статті на веб-сторінці журналу, в репозитарії відкритого доступу) без одержання прибутку; на відтворення статті чи її частин в електронній формі (включаючи цифрову); виготовлення ії електронних копій для постійного архівного зберігання; виготовлення електронних копій статті для некомерційного розповсюдження; внесення статті до бази даних репозитарію; надання електронних копій статті в доступі мережі інтернет.
Автор гарантує, що у статті не використовувалися статті або авторські права, які належать третім особам; гарантує, що на момент розміщення статті на веб-сторінці, в репозитарії ОНУ лише йому належать виключні майнові права на статтю, що розміщується; майнові права на статтю ні повністю, ні в частині нікому не передано (не відчуджено), майнові права на статтю ні повністю, ні в частині не є предметом застави, судового спору або претензій з боку третіх осіб.
Автор зберігає за собою право використовувати самостійно чи передавати права на використання статті третім особам.
Автор надає журналу право на використання статті такими способами:
переробляти, адаптувати або іншим чином змінювати її за погодженням з автором; перекладати статтю у випадку, коли стаття викладена мовою іншою, ніж мова, якою передбачена публікація у виданні. Якщо журнал виявить бажання використовувати статтю іншими способами: перекладати, розміщувати повністю або частково у мережі інтернет, публікувати статтю в інших, в тому числі іноземних виданнях, включати статтю як складову частину до інших збірників, антологій, енциклопедій тощо, умови оформлюються додатковою угодою.
Автор підтверджує, що він є автором (співавтором) цієї статті; авторські права на дану статтю не передані іншому видавцю; дана стаття не була раніше опублікована у будь-якому іншому виданні до публікації її журналом.
Публікація праць в Журналі здійснюється на некомерційній основі. Комісійна плата за оформлення статті не стягується.
