Используемые приборы, реактивы, рабочие программы

Все требуемые реактивы имели степень чистоты х.ч. или ч.д.а. (Sigma (США), Merck (Германия), Amresco (США), Fluka (Швейцария), Диа-М (Россия)

Для изготовления угольно-пастовых электродов брали графитовую пудру (Fluka, Германия), миниральное масло («Fluka», Германия), диализную мембрану («Roth», Германия) (предел пропускания 12 кДа).

В качестве рабочих программ использоваливольтамперометрический анализатор «Экотест-ВА» (ООО «Эконикс-Эксперт», Россия), интегрированный с ПК: диапазон регистрируемых токов от 0,2 мкА до 2мА; вычислительные программы и программы для обработки результатов эксперимента MicrosoftExcel 2013 и SigmaPlot 12.0.

Приготовление растворимых медиаторов электронного транспорта

В данной работе были рассмотрены такие медиаторы электронного транспорта как нейтральный красный, 2,6-дихлорфенолиндофенол, метиленовый синий, тионин.

1) Приготовление нейтрального красного 0,001моль/дм³ на 25см³

m=С(нейтральный красный)*V(нейтральный красный)*М(нейтральный красный)

m=0,001моль/дм³*0,0250дм³* 288,77г/моль=0,0072г

Навеску 0,0072г ± 0,0002 г нейтрального красного растворяют в 25 см³свежепрокипяченной и охлажденной дистиллированной воды при энергичном встряхивании, оставляют на ночь до полного растворения. Раствор фильтруют в мерную колбу вместимостью 25см³ и доводят объем раствора водой до метки.

2)Приготовление 2,6-дихлорфенолиндофенола 0,001моль/л на 25 мл

m=С(1/2ДХФИФ)*V(ДХФИФ)*М(1/2ДХФИФ)

m=0,001моль/л*0,250л*326,1г/моль=0,0815г

Навеску 0,0815г ± 0,0002 г 2,6-дихлорфенолиндофенола растворяют в 250 мл свежепрокипяченной и охлажденной дистиллированной воды при энергичном встряхивании, оставляют на ночь до полного растворения. Раствор фильтруют в мерную колбу вместимостью 25 и доводят объем раствора водой до метки.

3)Приготовление метиленового синего 0,001моль/дм³ на 25 см³

m=С(метилоновый синий)*V(метиленовый синий)*М(метиленовый синий)

m=0,001моль/дм³*0,0250дм³* 273,889г/моль=0,0094г

Навеску 0,0094г ± 0,0002 г метиленового синего растворяют в 25 см³свежепрокипяченной и охлажденной дистиллированной воды при энергичном встряхивании, оставляют на ночь до полного растворения. Раствор фильтруют в мерную колбу вместимостью 25 см³ и доводят объем раствора водой до метки.

4)Приготовление тионина 0,001моль/дм³ на 25 мл

m=С(1/2Тионин)*V(Тионин)*М(1/2Тионин)

m=0,001моль/дм³*0,250дм³* 299,78г/моль=0,07495г

Навеску 0,07495г ± 0,0002 гтионина растворяют в 25 мл свежепрокипяченной и охлажденной дистиллированной воды при энергичном встряхивании, оставляют на ночь до полного растворения. Раствор фильтруют в мерную колбу вместимостью 250 и доводят объем раствора водой до метки.

Формирование биоэлектродов

В качестве основы были использованы угольно-пастовые электроды, приготовленные заполнением пластиковой трубки площадью 6,3 мм² пастой на основе графитовой пуды («Fluka», Германия) и минерального масла («Fluka», Германия) в соотношении 100 мг пудры: 40 мкл масла. Указанную немодифицированную пасту использовали для формирования электродов на основе растворимых медиаторов (тионин, нейтральный красный, метиленовый синий, 2,6-дихлорфенолиндофенол, гексацианоферрат (III) калия).

Электрохимические исследования

Циклические вольтамперограммы регистрировали при помощи вольтамперометрического анализатора «Экотест-ВА» (ООО «Эконикс-Эксперт», Россия) по трехэлектродной схеме. Рабочим электродом служил угольно-пастовый электрод, вспомогательным – платиновый электрод. В качестве электрода сравнения использовали насыщенный хлоридсеребряный электрод (Ag/AgCl), относительно которого представлены все значения потенциалов. Циклические вольтамперограммы регистрировали при скорости развертки потенциала 10 мВ/с в 0,15 М калий-натрий-фосфатном буфере (рН 6,8) при температуре 22°С.

ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ

Определение электрохимической обратимости системы

Для характеристики электрохимических систем на основе экзогенных медиаторов чаще всего применяют циклическую вольтамперометрию. Данный метод широко применяется при исследовании кинетики и термодинамики многих химических процессов. Благодаря данному методу, основанному на анализе зависимости потенциалов или токов пиков от скорости развертки потенциала, были определены важные параметры окислительно-восстановительного процесса различных электрохимических систем: гетерогенные константы скорости переноса электронов, количество электроактивного вещества на поверхности электрода.

По расположению анодного и катодного пика можно узнать является ли электрохимический процесс обратимым или необратимым. Обратимыми электрохимическими процессами являются процессы, которые подчиняются уравнению Нернста. Если же данное уравнение не соблюдается, то такие процессы являются электрохимическими необратимыми. Наиболее простым критерием обратимости/необратимости изучаемой системы является расположение катодного и анодного пиков, которая в случае обратимых систем должна удовлетворять уравнению:

,

где n – число электронов.