Разработка множественных аналитических меток для летучих органических соединений по результатам сорбции на квантовых точках CdS в хитозане без и с модификацией Родамином 6Ж
Электронный научный архив УРФУ
Информация об архиве | Просмотр оригинала| Поле | Значение | |
| Заглавие |
Разработка множественных аналитических меток для летучих органических соединений по результатам сорбции на квантовых точках CdS в хитозане без и с модификацией Родамином 6Ж
Development of multiple analytical labels for volatile organic compounds based on the results of sorption on CdS quantum dots in chitosan without and with modification with Rhodamine 6G |
|
| Автор |
Кучменко, Т. А.
Умарханов, Р. У. Звягина, О. В. Kuchmenko, T. А. Umarkhanov, R. U. Zvyagina, O. V. |
|
| Тематика |
QUANTUM DOTS
CADMIUM SULFIDE SORPTION VOLATILE COMPOUNDS ANALYTICAL INFORMATION MULTIPLE LABELS КВАНТОВЫЕ ТОЧКИ СУЛЬФИД КАДМИЯ СОРБЦИЯ ЛЕТУЧИЕ СОЕДИНЕНИЯ АНАЛИТИЧЕСКАЯ ИНФОРМАЦИЯ МНОЖЕСТВЕННЫЕ МЕТКИ |
|
| Описание |
Обсуждаются аналитические решения с люминесцентными метками для анализа газовых сред и детектирования летучих органических соединений. Такие решения могут быть потенциально применены для разработки оптических, сорбционных газовых сенсоров, наполнителей умных этикеток, тест-систем с различными носителями для детектирования химических биомаркеров в живых системах. Для решения задачи предлагается разработать и изучить свойства модификаторов на основе квантовых точек сульфида кадмия. Цель работы - изучение сорбционных свойств квантовых точек CdS, полученных по улучшенной в направлении «зеленой химии» методике, со стабилизирующей чистой и модифицированной родамином 6Ж оболочками из хитозана. Сорбционные свойства различных фаз на основе квантовых точек изучали при температуре 22±1 оС высоко чувствительным прямым методом пьезокварцевого микровзвешивания с разрешением до 10-9 г по массе сорбента в парах летучих соединений. Оценивали избирательность фаз на основе квантовых точек сульфида кадмия в хитозане малых масс (5-10 мкг) по отношению к летучим органическим соединениям разных классов. Относительную избирательность и чувствительность взвешивания паров на разных фазах оценивали по параметрам A(i/j), показывающим, во сколько раз отличаются сорбционные свойства фаз CdS в хитозане без и с добавлением родамина 6Ж. Установлено, что вещества, входящие в одну группу избирательности по показателям A(i/j), например, вода и этанол, имеют разные скорости сорбции. Метод прямого взвешивания позволяет оценивать скорость сорбции и десорбции, емкость фаз сорбентов. Эта особенность может быть применена для решения задач раздельного детектирования паров, они могут быть идентифицированы в разные моменты экспозиции пьезовесов с фазами на основе квантовых точек CdS в хитозане без и с добавлением родамина 6Ж. Модификация хитозана родамином 6Ж изменяет сорбционные свойства квантовых точек в хитозане, что может быть применено для инжениринга новых сорбентов для сенсорных систем. Предложены простые алгоритмы решения задач распознавания паров летучих соединений по расчетным показателям даже для неселективных сорбционных систем. Программирование подхода может значительно повысить экспрессность принятия решения в интегральных аналитических системах, например, «электронных носов» на основе сенсоров, в том числе с изученными фазами. Установлено, что масса фазы на основе квантовых точек сульфида кадмия в хитозане не влияет на сорбционные свойства в диапазоне микромасс, что является традиционным для наноструктур. Изменение люминесцентных свойств фаз на основе сульфида кадмия, как возможного визуально фиксируемого аналитического отклика, будут обсуждены в следующей работе.
Analytical solutions using the luminescent labels for the analysis of gaseous media and the detection of volatile organic compounds are discussed. Such solutions can potentially be applied for the development of optical, sorption gas sensors, smart label fillers, test systems with various carriers for the detection of chemical biomarkers in living systems. To solve the problem it is proposed to develop and study the properties of modifiers based on cadmium sulfide quantum dots. The aim of the work is studying the sorption properties of CdS quantum dots prepared using a method improved in the direction of “green chemistry”, with stabilizing chitosan shells (pure and modified with Rhodamine 6G). Sorption properties of various phases based on quantum dots were studied at a temperature of 22±1°C by a highly sensitive direct piezo-quartz microweighting method with a resolution of up to 10–9 g by the mass of the sorbent in vapors of volatile compounds. The selectivity of phases based on cadmium sulfide quantum dots in low-mass chitosan (5–10 micrograms) with respect to volatile organic compounds of different classes was evaluated. The relative selectivity and sensitivity of vapor weighing on different phases were evaluated using the parameters A(i/j), showing how many times the sorption properties of CdS phases in chitosan differ without and with the addition of Rhodamine 6G. The method of direct weighing allows to estimate the rate of sorption and desorption, and the capacity of the sorbent phases. It was established that substances belonging to the same selectivity group in terms of A(i/j) values, for example, water and ethanol, have different sorption rates. This feature can be applied for solving the problems of separate detection of vapors, they can be identified at different moments of exposure of piezo balances with phases based on CdS quantum dots in chitosan without and with the addition of Rhodamine 6G. The use of cadmium sulfide quantum dots in chitosan as a sorbent of organic compound vapors significantly affects the kinetics and sorption efficiency. Modification of chitosan with Rhodamine 6G changes the sorption properties of quantum dots in chitosan, which can be used for engineering new sorbents for sensor systems. Simple algorithms are proposed for solving problems of vapor recognition of volatile compounds according to calculated parameters even for non-selective sorption systems. Programming the approach can significantly increase the expressiveness of decision-making in integrated analytical systems, for example, “electronic noses” based on sensors, including those with studied phases. It was found that the mass of the phase based on cadmium sulfide quantum dots in chitosan does not affect the sorption properties in the micromass range, which is traditional for nanostructures. Changes in the luminescent properties of phases based on cadmium sulfide, as a possible visually detectable analytical response, will be discussed in the next paper. Исследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда № 23-23-00609, https://rscf.ru/project/ 23-23-00609. This work was supported by the Russian Science Foundation (grant no. No 23-23-00609, https://rscf.ru/project/ 23-23-00609. |
|
| Дата |
2024-02-19T10:17:48Z
2024-02-19T10:17:48Z 2023 |
|
| Тип |
Article
Journal article (info:eu-repo/semantics/article) Published version (info:eu-repo/semantics/publishedVersion) |
|
| Идентификатор |
Кучменко Т. А. Разработка множественных аналитических меток для летучих органических соединений по результатам сорбции на квантовых точках CdS в хитозане без и с модификацией Родамином 6Ж / Т. А. Кучменко, Р. У. Умарханов, О. В. Звягина // Аналитика и контроль. — 2023. — Том 27. — № 3. — С. 129-140.
2073-1450 2073-1442 https://journals.urfu.ru/index.php/analitika/article/view/7431 http://elar.urfu.ru/handle/10995/129565 10.15826/analitika.2023.27.3.001 |
|
| Язык |
ru
|
|
| Связанные ресурсы |
Аналитика и контроль. 2023. Том 27. № 3
|
|
| Формат |
application/pdf
|
|
| Издатель |
Уральский федеральный университет
|
|