Каталитические свойства нанозима на основе наночастиц серебра, иммобилизованных в полиметакрилатную матрицу

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Исследованы каталитические, подобные пероксидазе, свойства наночастиц серебра (НЧ Ag), иммобилизованных в полиметакрилатную матрицу (ПММ). НЧ Ag получены путем термического восстановления предварительно иммобилизованных в ПММ катионов серебра. Морфология нанокомпозита изучена методом сканирующей электронной микроскопии (СЭМ), средний размер синтезированных индивидуальных сферических наночастиц составил 18 ± 5 нм. Показано, что наночастицы серебра, иммобилизованные в полиметакрилатную матрицу (ПММ-Ag0), обладают ярко выраженной пероксидазоподобной активностью в реакции окисления хромогенного субстрата – индигокармина – под действием H2O2. Для оценки кинетических параметров реакции использована модель Михаэлиса–Ментен. Значения констант Михаэлиса (Km), 0.1 и 1.0 мМ для индигокармина и H2O2 соответственно, свидетельствуют о сильном сродстве субстратов к наночастицам серебра в ПММ.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

С. К. Брагина

Национальный исследовательский Томский государственный университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: braginask@gmail.com
Россия, просп. Ленина, 36, Томск, 634050

Н. А. Гавриленко

Национальный исследовательский Томский государственный университет

Email: braginask@gmail.com
Россия, просп. Ленина, 36, Томск, 634050

Н. В. Саранчина

Национальный исследовательский Томский государственный университет

Email: braginask@gmail.com
Россия, просп. Ленина, 36, Томск, 634050

М. А. Гавриленко

Национальный исследовательский Томский политехнический университет

Email: braginask@gmail.com
Россия, просп. Ленина, 30, Томск, 634050

Список литературы

  1. Zhang R., Yan X., Fan K. // Acc. Mater. Res. 2021. V. 2. P. 534.
  2. Tang G., He J., Liu J., Yan X., Fan K. // Exploration. 2021. V. 1. № 1. Р. 75.
  3. Li X., Zhu H., Liu P., Wang M., Pan J., Qiu F., Ni L., Niu X. // TrAC Trend. Anal. Chem. 2021. V. 143. 116379.
  4. Alula M.T., Feke K. // J. Clust. Sci. 2023. V. 34. № 1. Р. 614.
  5. Yan W.U., Zhou J.M., Jiang Y.S., Wen L.I., Meng-Jie H.E., Xiao Y., Chen J.Y. // Chin. J. Anal. Chem. 2022. V. 50. № 12. 100187.
  6. Cui Y., Lai X., Liang B., Liang Y., Sun H., Wang L. // ACS Omega. 2020. V. 5. № 12. Р. 6804.
  7. Wang H., Wan K., Shi X. // Adv. Mater. 2019. V. 31. № 45. 1805368.
  8. Jiang C., Wei X., Bao S., Tu H., Wang W. // RSC Adv. 2019. V. 9. № 71. 41568.
  9. Li D., Tian R., Kang S., Chu X.Q., Ge D., Chen X. // Food Chem. 2022. V. 393. 133386.
  10. Karim M.N., Anderson S.R., Singh S., Ramanathan R., Bansal V. // Biosens. Bioelectron. 2018. V. 110. P. 8.
  11. Saranchina N.V., Bazhenova O.A., Bragina S.K., Semin V.O., Gavrilenko N.A., Volgina T.N., Gavrilenko M.A. // Talanta. 2024. V. 275. 126159.
  12. Bragina S.K., Bazhenova O.A., Gavrilenko M.M., Chubik M.V., Saranchina N.V., Volgina T.N., Gavrilenko N.A. // Mendeleev Commun. 2023. V. 33. № 2. P. 263.
  13. Gavrilenko N.A., Saranchina N.V. // J. Anal. Chem. 2010. V. 65. № 2. Р. 153.
  14. Tolstov A.L., Lebedev E.V. // Theor. Exp. Chem. 2012. V. 48. № 4. P. 211.
  15. Lian J., Yin D., Zhao S., Zhu X., Liu Q., Zhang X., Zhang X. // Colloid Surface A. 2020. V. 603. 125283.
  16. Lian Q., Chen L., Peng G., Zheng X., Liu Z., Wu S. // Chem. Phys. 2023. V. 570. 111895.
  17. Darabdhara G., Sharma B., Das M.R., Boukherroub R., Szunerits S. // Sensor. Actuat. B: Chem. 2017. V. 238. P. 851.
  18. Jiang C., Bai Z., Yuan F., Ruan Z., Wang W. // Spectrochim. Acta A. 2022. Vol. 265. 120348.
  19. Wei F., Cui X., Wang Z., Dong C., Li J., Han X. // Chem. Eng. J. 2021. V. 408. 127240.
  20. Alula M.T., Hendricks-Leukes N.R. // Spectrochim. Acta A. 2024. V. 322. 124830.
  21. Mazhani M., Alula M.T., Murape D. // Anal. Chim. Acta. 2020. V. 1107. P. 193.
  22. Khagar P., Bagde A.D., Sarode B., Maldhure A.V., Wankhade A.V. // Inorg. Chem. Commun. 2022. V. 141. 109622.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Спектры поглощения ПММ-Ag0 при различном содержании Ag в ПММ в зависимости от времени контакта с раствором AgNO3: 1 – 4 мин (аAg = 0.56 мас. %); 2 – 3 мин (аAg = 0.29 мас. %); 3 – 2 мин (аAg = 0.17 мас. %).

Скачать (526KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Спектры поглощения ПММ-Ag0 при различном времени хранения.

Скачать (676KB)
Метаданные
4. Рис. 3. СЭМ-изображения НЧ Ag в ПММ, полученных термическим восстановлением, в масштабе 2 мкм (а) и 400 нм (б).

Скачать (1MB)
Метаданные
5. Рис. 4. Распределение НЧ Ag в ПММ по размерам.

Скачать (1MB)
Метаданные
6. Рис. 5. Фотография и спектры поглощения растворов: 1 – индигокармин, 2 – индигокармин + H2O2, 3 – индигокармин + ПММ-Ag0, 4 – индигокармин + H2O2 + ПММ-Ag0. Синдигокармин = 2.2 × 10–4 М, СН2О2 = 2.7 × 10–3 М, pH 4.0, время реакции – 50 мин.

Скачать (603KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Зависимость конверсии реагента индигокармина (ΔA/A0) от условий проведения реакции: а – содержания НЧ Ag в ПММ, б – значения рН, в – температуры. Условия реакции: Синдигокармин = 2.2 × 10–4 М, СН2О2 = 2.7 × 10–3 М.

Скачать (1MB)
Метаданные
8. Рис. 7. Кинетические кривые зависимости концентрации индигокармина, окисленного H2O2 в присутствии ПММ-Ag0, от времени: а – при начальной концентрации индигокармина 9.5 × 10–4 М и начальных концентрациях H2O2, равных 1.6 × 10–4 (1), 5.3 × 10–4 (2), 1.6 × 10–3 (3), 2.7 × 10–3 (4) и 3.7 × 10–3 М (5); б – при начальной концентрации H2O2 2.6 × 10–3 М и начальных концентрациях индигокармина, равных 2.0 × 10–5 (1), 3.9 × 10–5 (2), 1.1 × 10–4 (3), 1.9 × 10–4 (4) и 2.6 × 10–4 М (5).

Скачать (863KB)
Метаданные
9. Рис. 8. Кривые зависимости начальной скорости (V0) реакции окисления индигокармина в присутствии ПММ-Ag0 от начальных концентраций H2O2 (а) и индигокармина (б) в исследуемых растворах. Графики зависимости V0 реакции окисления индигокармина в присутствии ПММ-Ag0 от начальных концентраций H2O2 (в) и индигокармина (г) в исследуемых растворах в координатах Лайнуивера–Берка.

Скачать (1MB)
Метаданные
10. Окисление индигокармина

Скачать (538KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2025