Лаборатория сенсорики

Лаборатория сенсорики
(Зав. лаб. № 106, к.х.н. Кошкин А. В.)
Влияние заместителей и добавок на сенсорные свойства
силикатных ксерогелей с нильским красным
Группа Кошкина А. В.
С целью исследования влияния заместителей и добавок на сенсорные свойства силикатных ксерогелей, содержащих нильский
красный, разработана методика синтеза и получены образцы прозрачных ксерогелей, содержащих аминопропильные
заместители и аланин. Показано, что введение заместителей или добавок оказывает существенное влияние на чувствительность
системы по отношению к летучим органическим аналитам.
I/I0
I/I0
1,7
2,2
1,6
1
2,0
A
1,8
A
1,4
1,3
1,6
1,2
1,4
1,2
1,1
2
3
1
1,0
1,0
0,9
0,8
0,6
2
1,5
3
0,8
0
200
400
600
Время, с
800
1000
1200
0,7
0
200
400
600
Время, с
Кинетика изменения интенсивности флуоресценции в присутствии паров ацетона (слева) и
бензола (справа) образцов немодифицированного (1), содержащего аминопропильные
фрагменты (2), содержащего аланин (3) ксерогелей с Нильским красным
800
Разработка хеморецепторных иерархических структур на основе липосом и липидных бислоев, адсорбированных на
микро/нано частицах силикагеля,включающих хеморецепторные и флуорофорные молекулы
Группа Лившица В. А.
адсорбция,
разрыв,
слияние
липосом
в бислойные
липидные
мембраны
Фосфолипидные липосомы
Бислойные мембраны, сорбированные
на микро/наночастицах SiO2
H2O
H2O
H2O
Разработаны методы получения
и характеризации липосом
Получение пленок из липидов,
гидратирование их с образованием
мультислойных липосом,
диспергирование ультразвуком,
экструзия через фильтры с диаметром
пор 200 нм.
Nbd-PE
n
5
7
10
14
Определенa степень бислойности
липосом с использованием липида
Nbd-PE, содержащего флуорофор, и
восстановителя,не проникающего
через мембрану.
16
3280
3300
3320
3340
3360
H/gs
3380
3400
(амфифильный)
рецептор
Разработана методика встраивания
в липосомы красителей-рецепторов,
ковалентно связанных с липидами, и
исследованы их спектры флуоресценции
Из анализа спектров ЭПР фосфолипидных
спиновых зондов в липосомах
определены параметры порядка,
динамики и полярности на разной глубине
мембраны при Т выше и ниже Тс
Определены размеры и устойчивость
липосом методом динамического
светорассеивания.
(амфифильный)
флуорофор
3420
Texas red-DHPE
ИЗМЕНЕНИЕ ДЛИНЫ ВОЛНЫ ЭКСИПЛЕКСНОЙ ФЛУОРЕСЦЕНИИ И СООТНОШЕНИЯ КВАНТОВЫХ
ВЫХОДОВ ФЛУОРЕСЦЕНЦИИ МОНОМЕРОВ И ЭКСИПЛЕКСОВ ПУТЕМ ВВЕДЕНИЯ ЗАМЕСТИТЕЛЕЙ
F
Группа Сажникова В. А.
F
B
F
F
O
O
B
O
O
Мономер
Эксиплекс
CH3
Мономер:
φ (CH2Cl2) = 0.20
Эксиплекс: φ (C6H5-CH3) = 0.71
Мономер:
φ (CH2Cl2) = 0.01
Эксиплекс: φ (C6H5-CH3) = 0.27
Взаимодействие 9-ДТАА с метанолом в основном состоянии
0.6
Группа Ионова Д. С.
9-DТАА
+MeOH 13мМ
+MeOH 29мМ
+MeOH 46мМ
+MeOH 58мМ
+MeOH 89мМ
+MeOH 101мМ
+MeOH 118мМ
+MeOH 134мМ
+MeOH 147мМ
0.5
MeOH 0 мМ
MeOH 147 мМ
D
0.4
0.3
MeOH 147 мМ
MeOH 0 мМ
0.2
0.1
9-ДТАА
1.
2.
3.
4.
При добавлении MeOH наблюдается батохромный
сдвиг спектров поглощения
В концентрационный зависимости спектров
наблюдаются изобестические точки.
Эквивалентные концентрации ацетона не вызывают
значимых изменений спектров растворов 9-ДТАА в нгексане – следовательно спектральные изменения в
MeOH не обусловлены универсальными
взаимодействиями. (Дипольный момент MeOH 1.69 Д,
ацетона 2.91 Д)
Основной механизм спектральных изменений –
образование водородной связи. Константа K = 8,6 М-1
0
360
380
400
420
440
460
Длина волны, нм
480
500
520
Рис. 1 – Изменения спектров поглощения растворов 9-ДТАА в н-гексане
при добавлении MeOH. Концентрации 0 – 147 мМ
9-DТАА
+ CH3OCH3 13мМ
+ CH3OCH3 29мМ
0.5
+ CH3OCH3 46мМ
+ CH3OCH3 58мМ
+ CH3OCH3 89мМ
0.4
+ CH3OCH3 101мМ
+ CH3OCH3 118мМ
D
МеOH
+ CH3OCH3 134мМ
0.3
+ CH3OCH3 147мМ
0.2
0.1
0
360
380
400
420
440
460
Длина волны, нм
480
500
520
Рис. 2 – Изменения спектров поглощения растворов 9-ДТАА в нгексане при добавлении ацетона 0 – 147 мМ
Взаимодействие 9-ДТАА с метанолом в возбужденном состоянии
Группа Ионова Д. С.
Интенсивность, отн.ед.
1
9-DТАА
+MeOH 13мМ
+MeOH 29мМ
+MeOH 46мМ
+MeOH 58мМ
+MeOH 89мМ
+MeOH 101мМ
+MeOH 118мМ
+MeOH 134мМ
+MeOH 147мМ
0.8
0.6
0.4
1.
В нулевом приближении система 9-ДТАА - MeOH
может быть описана схемой комплексообразования
обусловленного водородной связью в основном и
возбужденном состоянии:
1.
В данной системе существенную роль играют
также универсальные взаимодействия, проявления
которых хорошо иллюстрирует зависимость
спектров флуоресценции красителя от
концентрации ацетона в том же диапазоне.
Наличие универсальных взаимодействий приводит
к сравнимому с водородной связью тушению
флуоресценции и батохромному сдвигу спектра.
Для описания системы была использована модель
основанная на комбинации схемы реакции
представленной выше и модели диэлектрического
насыщения.
0.2
0
450
500
550
600
650
Длина волны, нм
700
750
1
9-DТАА
+ CH OCH 13мМ
Интенсивность отн. ед.
3
3
+ CH OCH 29мМ
0.8
3
3
+ CH OCH 46мМ
3
3
+ CH OCH 58мМ
3
0.6
3
+ CH OCH 89мМ
3
3
+ CH OCH 101мМ
3
0.4
3
+ CH OCH 118мМ
3
3
+ CH OCH 134мМ
3
0
3
+ CH OCH 147мМ
0.2
3
450
500
550
600
650
Длина волны, нм
700
750
3
2.
Фотоника молекул азидов
Группа Плотникова В. Г.
Задачей работы было установление закономерностей
протекания реакции отщепления молекулы азота в
зависимости от структуры молекулы. С использованием
теоретических
методов
было
установлено,
что
в
зависимости от числа p-электронов существует пять типов
молекул азидов. Показано, что только первые четыре типа с
числом p-электронов менее 16 являются фотохимически
активными и могут быть использованы
для записи
информации. Соединения с большим числом p-электронов
являются фотостабильными и обладают флуоресценцией.
Зависимость
относительного
положения
электронных состояний
различной орбитальной
природы и мультиплетности от числа p-электронов
молекул ароматических азидов.
ХВЭ, 2014. 48, 454.
В.Г. Авакян, лаб. 106
Изучена вибронная структура спектров электронного поглощения и флуоресценции
пирена в комплексе с -циклодекстрином в присутствие неполярных и полярных
растворителей. Показано, что вибронный контур полосы флуоресценции не зависит
от природы добавленного аналита, однако отношение интенсивностей линии 0-0
перехода к линии  800 см-1 высокочувствительно к диэлектрической проницаемости
аналита.
В спектрах поглощения пирена в воде обнаружена новая полоса, претерпевающая
батохромный сдвиг после добавления -ЦД на 400 см-1 и принадлежащая агрегату
Py@4CD с гидродинамическим диаметром 30 Å.
3.3
III, 25976
3.0
Полоса агрегата
6
Py@4CD
2.7
fluorescence, rel. units
2.4
2.1
1.8
1.5
1.2
0-0 (I), 26791
1
0.9
0.6
0.3
0.0
28000
27000
26000
25000
24000
23000
-1
Wavenumber, cm
Нормированные (к 0-0 полосе 26791 см-1) спектры
флуоресценции комплекса Py@2CD в воде концентрация
пирена и ЦД 1.710-6 и 510-3 М, соответственно. Кривые
1-6 – после добавления бензола с C = 4.3, 8.5, 12.7, 16.7,
27.7 M (кривые 2÷6). Рост полосы с  815 см-1
демонстрирует высокую чувствительность к появлению
аналита с концентрацией в несколько микромолей/л в
водном р-ре в присутствии комплекса Py@4CD
Спектры электронного поглощения пирена в воде (1),
в этаноле (2), в гексане (3). Спектр 4 – сразу после
добавления ЦД к водному р-ру пирена, 5 – через
сутки после стояния и встряхивания кюветы с
Py@2CD. Кривая 5 принадлежит пирену,
находящемуся в агрегате состава Py@4CD и
является первым спектральным
доказательством образования агрегатов системе
Py-CD-вода