Цивилизация
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.
