Введение
1. Обзор литературы 9
1.1. Устройства молекулярной памяти и контроля в растворах и на поверхностях 9
1.1.1. Введение 9
1.1.1.1. Требования к молекулярным информационным устройствам 9
1.1.1.2. Проблемы создания молекулярных информационных устройств 11
1.1.2. Молекулярные устройства в растворах и на поверхности 12
1.1.2.1 Реализация информационных функций при связывании 14
1.1.2.2. Молекулярные структуры с функциями механического переключения 15
1.1.2.3. Иммобилизованные молекулярные оптоэлектронные структуры 17
1.1.2.4 Механические переключения в молекулярных системах, закрепленных на поверхности 19
1.1.3. Выводы и перспективы 20
1.2. Опосредованный перенос электронов между редокс-энзимами и подложками электродов 22
1.2.1. Введение 22
1.2.2. Перенос электронов диффузионными посредниками 24
1.2.2.1. Активация энзимов диффузионными посредниками в растворах 24
1.2.2.2. Монослойные и многослойные энзиматические электроды, активируемые диффузионными посредниками 26
1.2.2.3. Иммобилизованные в полимерные или неорганические матрицы энзимы, активируемые диффузионными посредниками 26
1.2.3. Реализация электрического контакта между растворенными энзимами и электродами, функционализированными посредниками 27
1.2.4. Электрическое контактирование с электродами растворенных энзимов, модифицированных посредниками 28
1.2.4.1. Функционализация редокс-энзимов посредниками переноса электронов в растворах 29
1.2.4.2. Монослойные и многослойные архитектуры на электродах, содержащие энзимы, функционализированные посредниками переноса электронов 30
1.2.5. Композитные полимерные и неорганические матрицы на электродах, содержащие энзимы и посредники 32
1.2.5.1. Функционализированные посредниками полимерно-энзиматические матрицы 32
1.2.5.2. Функционализированные посредниками золь-гелевые матрицы с иммобилизованными энзимами 33
1.2.5.3. Функционализированные посредниками композитные графитовые пасты, содержащие иммобилизованные энзимы 34
1.2.6. Оптимизация электрического контакта энзимов с электродом с помощью
функционализированного посредником кофактора 35
1.2.6.1. Реконструирование апо-флавоэнзимов FAD-кофакторами с ковалентно пришитыми переносчиками электронов 36
1.2.6.2. Поверхностное реконструирование апо-флавоэнзимов на электродах, последовательно модифицированных переносчиком и FAD 37
1.2.7. Реализация электрического контакта NAD(P)+-3aBHCHMbix энзимов 38
1.2.7.1. Электрохимическая регенерация кофакторов NAD(P)+ 39
1.2.7.2. Электрохимическая регенерация кофакторов NAD(P)H 40
1.2.7.3. Ассоциация НАБ(Р)+-зависимых энзимов с ЫАО(Р)+-кофакторами 42,
1.2.8. Применение энзимов, электрический контакт которых с электродом реализуется с помощью посредников переноса электронов 43
1.2.9. Выводы и перспективы 44
1.3. Молекулярный импринтинг в аналитической химии 46
1.3.1. Введение 46
1.3.2. Основные принципы молекулярного импринтинга 46
1.3.3. Аналиты 47
1.3.4. Импринтированные матрицы 47
1.3.5. Физические формы МИП и новые методы их приготовления 48
1.3.6. Применение молекулярно импринтированных полимеров в аналитической химии
1.3.6.1. Разделение и анализ 49
1.3.6.2. Сенсоры 50
1.3.7. Выводы и перспективы 52
1.4 Исследование супрамолекулярньгх систем методом спектроскопии
поверхностного плазменного резонанса 53
1.4.1. Введение 53
1.4.2. Теоретическое обоснование ППР 53
1.4.3. Применение ППР для решения фундаментальных и практических задач 55
1.4.4. Выводы и перспективы 56
2. Объекты и методы исследования 58
2.1. Объекты исследования 5 8
2.1.1. Реактивы 58
2.1.2. Ультратонкие пленки полианилина 58
2.1.3. Модификация золотой поверхности мультистабильными пленками берлинской лазури. 59
2.1.4. Композитные пленки на основе полианилина и полиакриловой кислоты 59
2.1.5. Реконструирование глюкозооксидазы на композитной пленке полианилин/полиакриловая кислота, функционализированной кофактором FAD 59
2.1.6. Формирование энзиматического электрода, содержащего NAD-зависимый энзим лактат-дегидрогеназу 60
2.1.7. Реконструирование глюкозо-дегидрогеназы на композитной пленке полианилин/полиакриловая кислота, функционализированной кофактором PQQ 60
2.1.8. Синтез импринтированных кофакторами полимерных мембран на основе фенилборной кислоты и акриламидных мономеров 61
2.2. Методы исследования 62
3. Результаты и обсуждение 64
3.1. Полимерные пленочные сенсорные системы на основе поверхностного плазмонного резонанса 64
3.1.1. Оптический контроль электрохимических преобразований редокс-активных пленок полианилина 64
3.1.2. Исследование оптического отклика на электрохимическое переключение в мультистабильных пленках берлинской лазури для разработки систем электронной памяти 70
3.1.3. Мультистабильные пленочные ППР-сенсоры для определения кофактора NADH 75
3.1.3.1. Электрохимическое окисление NADH, индуцируемое берлинской лазурью 75
3.1.3.2. Разработка композиции на основе полианилина и полиакриловой кислоты для электрокаталитического окисления биологических объектов в нейтральных средах 77
3.2. Биосенсорные системы на основе ППР 88
3.2.1. Исследование биоэлектрокаталитического окисления глюкозы глюкозооксидазой, иммобилизованной в композитной полимерной мембране на основе полианилина 88
3.2.2. Исследование биоэлектрокаталитического окисления лактата 96
3.2.3. Исследование биоэлектрокаталитического окисления глюкозы глюкозо-дегидрогеназой, ассоциированной с полианилиновой пленкой через пирролохинолин хинон 103
3.3. Молекулярный импринтинг как новый способ формирования селективных матриц для определения субстратов методом поверхностного плазмонного резонанса 109
3.3.1. Получение импринтированных кофакторами полимерных мембран на основе фенилборной кислоты и акриламидных мономеров 111
3.3.2. Определение кофакторов NAD+, NADP+, NADH и NADPH сенсорными системами на основе молекулярно импринтированных полимеров и спектроскопии поверхностного плазмонного резонанса 115
3.3.3. Мониторинг биокаталитического окисления лактата кофактором NAD+ с использованием NADH-импринтированного полимера и спектроскопии ППР 131
Выводы 134
Список литературы
