М.В. Алфимов, В.А. Сажников

 Центр фотохимии РАН, Москва, ул. Новаторов, 7а

Разнообразие летучих химических веществ, выделяющихся в результате природных и техногенных процессов, ставит задачу разработки и создания материалов и устройств обнаружения и контроля химических веществ, сравнимых по возможностям с системами обоняния живых организмов.

Актуальной является задача создания научной и технологических платформ, обеспечивающих разработку и производство систем контроля под заданные наборы летучих химических веществ.

Один из подходов к решению поставленной задачи может быть основан на «кодировании» химического вещества оптическим сигналом за счет использования материалов, изменяющих оптические свойства при взаимодействии с химическими веществами. Контроль состава сложных смесей летучих химических веществ возможен только при использовании матричных систем, построенных из набора различных
сенсорных элементов.

Ключевым звеном в реализации названного подхода является разработка стратегии конструирования и получения разнообразных оптохемосенсорных материалов. Получить отличающиеся по хемосенсорным характеристикам материалы при сохранении единой технологии их получения возможно для материалов определенного типа – иерархических наноструктурированных материалов.

 Конструирование и получение таких материалов включает несколько последовательных стадий (см. рисунок): для заданного набора веществ конструируется специальный набор супрамолекулярных рецепторных центров, в которые встроены индикаторные поглощающие или люминесцирующие молекулы, котрые могут связывать молекулы аналитов по принципу «гость-хозяин» (рис. 1а и 1б), осуществляется
иммобилизация супрамолекулярного рецепторного центра на органической или неорганической наночастице (рис. 2а); проводится сборка модифицированных наночастиц в микроструктуры (ансамбли наночастиц) (2б), которые являются элементами матричного хемосенсора (хемочипа) (2в).

 

 Рис. 1. Схематическое изображение рецепторного центра (а) и связывания молекулы аналита за счет водородных связей в полости рецептора (б).

а                          б

 в  

Рис. 2. Схематическое изображение иммобилизованного рецепторного центра (а), ансамбля наночастиц (б) и хемочипа (в).

Литература

1. V.F. Sazhnikov, M. V. Alfimov. Chem. Engineer. Trans. 2008, 15, 267–274.

2. A. Khlebunov, D. Ionov, V. Aristarkhov, V. Sazhnikov, M. Alfimov. Chem. Engineer.
Trans. 2008, 15, 293–300.