Biopolym. Cell. 2014; 30(3):209-215.
http://dx.doi.org/10.7124/bc.000898
Молекулярна та клітинна біотехнології
Колориметричні сенсорні системи на основі полімерів-біоміметиків для високоселективного визначення фенолу у довкіллі
1Сергеєва Т. А., 1Челядіна Д. С., 2Горбач Л. А., 2Бровко О. О., 3Пілецька О. В., 3Пілецький С. А., 2Сергеєва Л. М., 1Єльська А. В.
  1. Інститут молекулярної біології і генетики НАН України
    Вул. Академіка Заболотного, 150, Київ, Україна, 03680
  2. Інститут хімії високомолекулярних сполук НАН України
    Харківське шосе, 48, Київ, Україна, 02160
  3. Університет Лестера
    Юнівесіті роад, Лейчестер LE1 7RH, Великобританія

Abstract

Мета. Розробка простих у використанні колориметричних сенсорних систем для швидкого і точного визначення фенолу у зразках із довкілля. Методи. Метод молекулярного імпринтингу, метод полімеризації in situ молекулярно імпринтованих полімерних (МІП) мембран. Результати. Запропонований сенсор створено на основі МІП мембран, синтезованих методом полімеризації in situ, які мають у своїй структурі штучні рецепторні сайти зв’язування фенолу. Кількісне визначення фенолу, селективно адсорбованого МІП мембранами, грунтується на детекції забарвленого у малиновий колір продукту його реакції з 4-аміноантипірином. Інтенсивність забарвлення МІП мембран є пропорційною концентрації фенолу в аналізованому зразку. Фенол детектується у діапазоні 50 нМ–10 мМ, що відповідає концентраціям, які необхідно виявляти у природних і стічних водах. Стабільність сенсорних систем на основі МІП мембран становить12 місяців за кімнатної температури. Висновки. Сенсорні системи забезпечують високоселективний і чутливий аналіз фенолу як у модельних, так і реальних зразках (питна, природна, стічна вода). Порівняно до традиційних методів визначення фенолу пропонована система є простою у використанні та може бути застосована за польових умов.
Keywords: фенол, молекулярно імпринтовані полімерні мембрани, сенсори, тест-системи, колориметрія
Повний текст: (PDF, англійською)

References

[1] Fink JK. Reactive polymers fundamentals and applications. 2nd ed. NY, William Andrew publ, 2013; 576 p.
[2] Skinner MK, Manikkam M, Guerrero-Bosagna C. Epigenetic transgenerational actions of endocrine disruptors. Reprod Toxicol. 2011;31(3):337-43.
[3] Zakeri-Milani P, Barzegar-Jalali M, Tajerzadeh H, Azarmi Y, Valizadeh H. Simultaneous determination of naproxen, ketoprofen and phenol red in samples from rat intestinal permeability studies: HPLC method development and validation. J Pharm Biomed Anal. 2005;39(3-4):624-30.
[4] Kim KR, Kim H. Gas chromatographic profiling and screening for phenols as isobutoxycarbonyl derivatives in aqueous samples. J Chromatogr A. 2000;866(1):87-96.
[5] Jakopic J, Petkovsek MM, Likozar A, Solar A, Stampar F, Vebe- ric R. HPLC–MS identification of phenols in hazelnut (Corylus avellana L.) kernels. Food Chem. 2011;124(3):1100–6.
[6] Sim?es NG, Cardoso VV, Ferreira E, Benoliel MJ, Almeida CM. Experimental and statistical validation of SPME-GC-MS analysis of phenol and chlorophenols in raw and treated water. Chemosphere. 2007;68(3):501-10.
[7] Lavilla I, Gil S, Costas M, Bendicho C. Dispersive liquid-liquid microextraction combined with microvolume spectrophotometry to turn green the 5530 APHA standard method for determining phenols in water and wastewater. Talanta. 2012;98:197–202.
[8] Zhou X-H, Liu L-H, Bai X, Shi H-C. A reduced graphene oxide based biosensor for high-sensitive detection of phenols in water samples. Sens Actuators B Chem. 2013;181:661–7.
[9] Cevik E, Senel M, Baykal A, Abasiyan MF. A novel amperometric phenol biosensor based on immobilized HRP on poly(glycidylmethacrylate)-grafted iron oxide nanoparticles for the determination of phenol derivatives. Sens Actuators B Chem. 2012;173:396–405.
[10] Fuchs Y, Soppera O, Haupt K. Photopolymerization and photostructuring of molecularly imprinted polymers for sensor applications--a review. Anal Chim Acta. 2012;717:7-20.
[11] Sharma PS, Dabrowski M, D’Souza F, Kutner W. Surface development of molecularly imprinted polymer films to enhance sensing signals. Trends Analyt Chem. 2013;51:146–57.
[12] Sergeyeva TA, Gorbach LA, Piletska EV, Piletsky SA, Brovko OO, Honcharova LA, Lutsyk OD, Sergeeva LM, Zinchenko OA, El'skaya AV. Colorimetric test-systems for creatinine detection based on composite molecularly imprinted polymer membranes. Anal Chim Acta. 2013;770:161-8.
[13] Serheieva TA, Pilets'ka OV, Honcharova LA, Brovko OO, Pilets'ky? SA, Iel's'ka HV. Sensor system based on molecular-imprinted polymer membranes for the selective recognition of aflatoxin B1. Ukr Biokhim Zh. 2008;80(3):84-93.
[14] Sergeyeva TA, Slinchenko OA, Gorbach LA, Matyushov VF, Brovko OO, Piletsky SA, Sergeeva LM, Elska GV. Catalytic molecularly imprinted polymer membranes: development of the biomimetic sensor for phenols detection. Anal Chim Acta. 2010;659(1-2):274-9.
[15] Sergeyeva TA, Piletsky SA, Brovko AA, Slinchenko EA, Sergeeva LM, El’skaya AV. Selective recognition of atrazine by molecularly imprinted polymer membranes. Development of conductometric sensor for herbicides detection. Anal Chim Acta. 1999; 392(2–3):105–11.
[16] Sergeyeva T.A, Gorbach LA, Slinchenko OA, Goncharova LA, Piletska OV, Brovko OO, Sergeeva LM, El’ska GV. Towards development of colorimetric test-systems for phenols detection based on computationally-designed molecularly imprinted polymer membranes. Mater Sci Eng C. 2010;30(3):431–6.
[17] Spirin YuL, Lipatov YuS, Magdinets VV, Sergeeva LM, Kercha YuYu, Savchenko TT, Vilenskaya LN. Polymers based on polyoxypropyleneglycol, diisocyanate, and monomethacrylic ester of ethyleneglycol. Vysokomolekulyarnyje Sojedineniya A. 1968; 10(9):2116–21.
[18] Fiamegos Y, Stalikas C, Pilidis G. 4-Aminoantipyrine spectro- photometric method of phenol analysis: Study of the reaction products via liquid chromatography with diode-array and mass spectrometric detection. Anal Chim Acta. 2002;467(1–2): 105–14.
[19] Sergeyeva TA, Piletsky SA, Piletskaya EV, Brovko OO, Karabanova LV, Sergeeva LM, El’skaya AV, Turner A.PF. In situ formation of porous molecularly imprinted polymer membranes. Macromolecules. 2003; 36(19):7352–7.
[20] Subrahmanyam S, Piletsky SA, Piletska EV, Chen B, Karim K, Turner AP. "Bite-and-Switch" approach using computationally designed molecularly imprinted polymers for sensing of creatinine. Biosens Bioelectron. 2001;16(9-12):631-7.
[21] Sergeyeva T.A, Piletska EV, Piletsky SA, Sergeyeva LM, Brovko OO, El’ska GV. Data on the structure and recognition properties of the template-selective binding sites in semi-IPN-based molecularly imprinted polymer membranes. Mater Sci Eng C. 2008;28(8):1472–9.