Szelektív érzékelõk jelentõsége a kémiai analízisben

Tóth Klára

Az elõadás teljes magyar nyelvû szövege:
Magyar Kémiai Folyóirat-Kémiai Közlemények, 105. évf., 1999. 5. szám 173-199 oldal


A környezetünk kémiai összetételérõl információt adó szelektív érzékelõk egyik, a kémiai analízisben leginkább elterjedt családjat az ionszelektív elektródok alkotják. Az elõadás részleteiben ismertette az ionszelektív elektródok klinikai es fiziológiai szempontból legjelentõsebb csoportját, a szerves ligandum (ionofór) alapú elektródokat (folyadék membránelektródokat). Az ionofór alapú elektródok mûködését ioncsere-mechanizmus alapján értelmezve mutatta be és tárgyalta a membránkomponensek szerepét az analitikai információt hordozó potenciometriás jel kialakításában. Az elõadásban külön hangsúlyt kapott az ionszelektív szenzorkutatás fõbb irányainak a bemutatása.

A makrociklusos poliéterek és kalix[4]arén származékok új típusú ionofórokként való  bevezetése a szenzorkutatásba új lehetõségeket teremtett. A feladat-orientált szintézissel elõállított receptor molekulák kémiai szerkezete és potenciometriás ionszelektivitása közötti kapcsolat vizsgálata során megállapítottuk, hogy a lipofil molekulák lágy PVC-membránokban kitüntett ionszelektivitást mutatnak. Az elõadás bemutatta az új típusú receptor molekulák felhasználásával Kutatócsoportunkban kialakított szelektív cink-, nátrium-, kálium-, ólomion és vízkeménység mérõ elektródok analitikai jellemzõit és biológiai es környezetanalitikai alkalmazási lehetõségeit. A munkánk során kifejlesztett nagyszelektivitású káliumelektród analitikai értékét teljes vér-, plazma- es vizeletminták analízise kapcsán, illetve a szenzor ultramikro változatának sikeres in-vivo élettani alkalmazásával igazoltuk.

Az új típusú szerves ligandumok (szintetikus receptor molekulák) jelentõsége a szenzorkutatásban túlmutat azok ionszelektív elektródok aktív anyagaként történõ alkalmazásán. Eredményesen használhatók például optikai elven mûködõ érzékelõk (optódok, optródok) fejlesztésében is. Az optikai szálak érzékenyítésével kialakítható mikroméretû érzékelõk és érzékelõ együttesek felépítésük egyszerûsége és az optikai jel egyszerû továbbítási lehetõsége révén különösen vonzóak in-vivo biológiai és klinikai alkalmazások számára. Az optodmembránok a nagyszelektivitásû ligandumokat általában egy sav-bázis karakterû indikator molekulával (kromoionoforral) együtt alkalmazzák. A kromoionofór molekula protonált és deprotonált formája eltérõ abszorpciós tulajdonságot mutat. Az ilyen típusú optikai érzekelõk (indirekt optódok) esetében az ionszelektív felismerési folyamat egy másik ionnak, általában hidrogénionnak  az ioncsere folyamatban való részvételével kapcsolható a jelátvivõ folyamathoz. Az optódmembránok kialakításának egy másik útja az, ha kromogén receptor molekulát építünk be lágy PVC-membránokba, amely direkt optikai szenzor kialakítását teszi lehetõvé. Az elõadás áttekintést adott az optikai ionszenzorok fejlesztése terén elért eredményekrõl. Bemutatásra került a bisz-koronaéter alapú optikai hullámvezetõ szenzor, amely analitikai tulajdonságokban felülmúlja a "hagyományos" optikai érzekelõk analitikai szempontból fontos paramétereit. A valaszideje rövidebb mint 20 s és mûködési tartománya megfelelt a biologiai minták káliumion mérési követelményeinek. Másfelõl a munka során kromogén kalix[4]arén molekulák felhasználásával biológiai minták nátriumion optikai meghatározására alkalmas direkt optikai érzekelõt alakítottunk ki. Az optikai membránok mûködését ioncsere-mechanizmus alapján értelmeztük, amely érvenyességét független, kalixarén molekula által indukált nátriumion-transzport kísérletekkel is alátámasztottunk.

Végül az elõadás rámutatott az ionszelektív elektródok speciális, un. pásztázó elektrokémiai mikroszkópiai alkalmazási lehetõségeire. Az ionszelektív elektródok mikroszkópiás merõcsúcsként való alkalmazása, kiterjesztte a "kémiai" mikroszkópiás technika alkalmazási körét, lehetõséget teremtve a biológiai szempontból  fontos ionok aktivitásának térben és idõben törtenõ monitorálására. A potenciometriás mikroszkópiás technika által nyújtotta lehetõségeket peldákkal illusztrálta az elõadás.



Vissza a tartalomjegyzékhez