Ученые получили химический катализатор, перспективный для создания биосенсоров
Сотрудники лаборатории электрохимических методов химического факультета МГУ получили и исследовали новый катализатор восстановления пероксида водорода (H2O2), который характеризуется высокой стабильностью и активностью, и в перспективе может быть использован в модифицированных биосенсорах. Результаты работы, выполненной в рамках гранта Российского научного фонда (РНФ), опубликованы в журнале RSC Advances. Одним из самых эффективных из известных катализаторов восстановления (понижения степени окисления одной из составляющих частиц вещества, в данном случае, водорода) пероксида водорода в настоящий момент является гексацианоферрат железа (так называемая берлинская лазурь). Гексацианоферрат железа превосходит общеиспользуемую в данный момент для каталитических реакций восстановления веществ (не только пероксида водорода) платину по значению электрохимической константы, характеризующей скорость протекания реакции, на три порядка. Однако у берлинской лазури есть существенный недостаток – она нестабильна в щелочных средах: при определении пероксида водорода выделяется гидроксил-ион OH-, повышающий щелочность раствора и разрушающий структуру катализатора. "Для того, чтобы компенсировать этот недостаток, мы осадили на электрод поверх берлинской лазури дополнительный слой гексацианоферрата никеля с помощью метода циклической вольтамперометрии и проверили, что он стабилен в условиях восстановления пероксида водорода", - рассказала сотрудница лаборатории электрохимических методов, младший научный сотрудник Елена Карпова. Полученный катализатор восстановления пероксида водорода также может найти применение в клинической и неинвазивной диагностике, а также спортивной медицине. Пероксид водорода сам по себе является маркером многих болезней: его находят в конденсате выдыхаемого воздуха, таким образом определяя наличие легочных заболеваний. Новый катализатор перспективен для модификации биосенсоров, определяющих содержание глюкозы и лактата. Информация о содержании глюкозы в крови необходима для страдающих диабетом. Диагностика лактата важна для спортсменов: электрохимики из МГУ ранее создали неинвазивный монитор для определения лактата у спортсменов непосредственно в момент тренировки. "С помощью фермента мы катализируем окисление лактата или глюкозы, и определяем на подложке нашего катализатора концентрацию выделяющегося при разложении углеводов (глюкозы, лактата) пероксида водорода", - рассказала про механизм работы биосенсора Елена Карпова. Синтез новых катализаторов для биосенсоров является частью проекта сотрудников лаборатории электрохимических методов по созданию прототипов непрерывных мониторов стрессовых и патологических состояний человека.
