Разработка высокоэффективных методов, в том числе основанных на использовании наноструктур, для химического анализа объектов окружающей среды, пищевых продуктов и технологических объектовНИР

Development of highly effective methods, including methods based on the use of nanostructures, for chemical analysis of environmental samples, food and industrial objects

Источник финансирования НИР

госбюджет, раздел 0110 (для тем по госзаданию)

Этапы НИР

# Сроки Название
1 1 января 2016 г.-31 декабря 2016 г. Разработка высокоэффективных методов, в том числе основанных на использовании наноструктур, для химического анализа объектов окружающей среды, пищевых продуктов и технологических объектов
Результаты этапа: 1. Синтезированы органические полимерные сорбенты, содержащие наночастицы золота и серебра, а также неорганические кремний-титановые ксерогели. Сорбенты охарактеризованы. 2. Созданы методики количественного определения серии лекарственных веществ в биожидкостях. Разработаны новые приемы определения содержания пищевых красителей. 3. Предложены новые ионселективные электроды, основанные на ионных жидкостях, плавящихся до 100 ºС.
2 1 января 2017 г.-31 декабря 2017 г. Разработка высокоэффективных методов, в том числе основанных на использовании наноструктур, для химического анализа объектов окружающей среды, пищевых продуктов и технологических объектов
Результаты этапа: Созданы новые приемы сорбционно-спектрофотометрического определения биологически активных веществ: определения катехоламинов с предварительной сорбцией на магнитном сверхсшитом полистироле или на нанокомпозитном материале, в основе которого – пенополиуретан с нанесенным на него наностержнями золота. Подобные нанокомпозитные сорбционные материалы созданы также с наночастицами серебра различной формы. Продолжено изучение десорбции органических веществ, сорбированных на углеродных сорбентах, с использованием субкритической воды. Найдены оптимальные условия десорбции алкилфосфоновых кислот, маркеров химических отравляющих веществ. Развивается теоретический подход к описанию и предсказанию десорбции (с использованием модели сольватационных параметров). Экстракт баклажана использован как источник ферментов аналитического назначения для определения цистеина и цистина и кофейную кислоту. Исследована экстракция синтетических красителей (служащих пищевыми добавками) ионными жидкостями. На основе ионных жидкостей, затвердевающих при комнатной температуре, созданы новые ионоселективные электроды, в том числе в сочетании с металлокомпонентными и элементоорганическими ионофорами. В развитии работ по созданию новых приемов медицинской диагностики средствами химического анализа изучено извлечение фенилкарбоновых кислот (микробных метаболитов) из сыворотки крови с применением микросорбционного концентрирования. Цель – диагностика сепсиса. Развивается направление, названное созданием «флуоресцентного носа», основанное на использовании квантовых точек. Показана возможность распознавания четырех соединений, в том числе в их двойных и тройных смесях. Показана возможность многокомпонентного определения катехоламинов и их метаболитов в биологических жидкостях по реакции ферментативной дериватизации катехоламинов в присутствии ароматических аминов в варианте регистрации флуоресцентного сигнала в 96-луночном планшете. Разрабатывается также метод определения катехоламинов методом рамановской спектрометрии со стимулированием поверхностью (гигантского комбинационного рассеяния). Предложены методики определения норадреналина в плазме крови крыс, а также формальдегида в моторных толивах. Для определения формальдегида разработан планарный сенсорный элемент.
3 1 января 2018 г.-31 декабря 2018 г. Разработка высокоэффективных методов, в том числе основанных на использовании наноструктур, для химического анализа объектов окружающей среды, пищевых продуктов и технологических объектов
Результаты этапа: 1. Продолжены исследования по применению наночастиц металлов различной морфологии (наностержни, треугольные нанопластинки) и нанокомпозитов на их основе в химическом анализе. Предложены новые варианты определения органических соединений (аминов, тиолов), основанные на их влиянии на процессы формирования наночастиц на поверхности твердой фазы нанокомпозита. 2. Разработаны новые способы концентрирования катехоламинов с использованием сверхсшитого полистирола, модифицированного магнитными наночастицами, а также методики определения пероксидов, тиолов и катехоламинов с использованием наночастиц и их нанокомпозитов с полимерами. 3. Жидкость-жидкостная экстракция впервые применена для концентрирования тяжелых металлов, предшествующего их определению методом атомно-эмиссионной спектрометрии с плазмой, индуцированной микроволновым полем (МП-АЭС). Экстракцию Pb(II), Cd(II), Co(II), Ni(II), Zn(II), and Cu(II) проводили в необычной двухфазной водной системе, образующейся при добавлении твердой гидрофобной соли, бромида тетрагексиламмония, к водной пробе. Ионы металлов количественно извлекали при помощи 4-(2-пиридилазо)резорцина. 4. Получены сорбенты на основе кремнезема с различными функциональными группами, модифицированные магнитными наночастицами и исследованы их свойства. Установлено, что сорбенты, модифицированные магнетитом, сохраняют свойства, характерные для исходных ХМК, и могут быть использованы для извлечения элементов и синтетических анионных пищевых красителей. 5. Созданы новые матрицы на основе полимерных структур (хитозана и коллагена)для визуализации и определения ряда аналитов в живых клеточных культурах, адаптированные под серийно выпускаемое оптическое оборудование – флуоресцентные сканеры и конфокальные микроскопы. На основе кремний-титановых ксерогелей разработан метод определения оксалат-ионов в пищевых продуктах. 6. Продолжено развитие метода «отпечатков пальцев», основанного на добавлении к анализируемому объекту флуорофоров разной природы и регистрации спектра их эмиссии («флуоресцентный язык»).
4 1 января 2019 г.-31 декабря 2019 г. Разработка высокоэффективных методов, в том числе основанных на использовании наноструктур, для химического анализа объектов окружающей среды, пищевых продуктов и технологических объектов
Результаты этапа: 1. Получены новые эвтектические растворители (точнее называть их легкоплавкими смесями) на основе доступного и биологически совместимого соединения, ванилина, и четвертичных аммониевых солей. Эти растворители использованы для экстракции ионов металлов (тяжелые металлы, РЗЭ) из водных растворов и последующего определения. 2. Разработаны подходы к созданию модифицированных хеми- и биораспознающих полимерных материалов с использованием природных полимеров коллагена, хитозана и полилизина как основы оптических (флуоресцентных и комбинационного рассеяния) сенсорных элементов для определения экотоксикантов, маркеров окислительного стресса и нейродегенеративных заболеваний в целях клинической и лабораторной диагностики и экологического мониторинга. 3. Для разработки оптических (флуоресцентных и комбинационного рассеяния) сенсорных элементов для определения маркеров нейромедиаторного обмена получены однородные, воспроизводимые по свойствам и толщине полимерные материалы на основе коллагена, хитозана и альгината на поверхности оптических стекол и в ячейках планшета. 4. Создан планарный ГКР-сенсорный элемент на основе иммобилизованных ионов меди(II) и 4-аминоантипирина в пленке хитозана на поверхности наночастиц серебра, который был применен для определения нейромедиаторов и их метаболитов в плазме крови (на уровне 0.5нМ) и слюне человека (на уровне 1 нМ) in vivo. 5. Для высокочувствительного определения (в некоторых случаях на уровне фемтомолярных концентраций) низкомолекулярных нейромедиаторов предложена флуоресцентная индикаторная система, основанная на формировании ими тройного комплекса с европием (III) и тетрациклином, в пленках и гидрогелях хитозана, коллагена, альгината. 6. Для разделения гидрофильных фосфорорганических веществ на пористом графитированном углеродном сорбенте Hypercarb предложен оригинальный ступенчатый градиентный режим элюирования. С использованием предложенного приема разработаны способы экспрессного ВЭЖХ-МС определения (без концентрирования) алкилфосфоновых, О-алкилметилфосфоновых кислот, глифосата, аминометилфосфоновой кислоты и глюфосината в водных растворах и природных водах. С целью повышения чувствительности определения фосфорорганических аналитов разработаны способы группового концентрирования этих аналитов на сорбенте Hypersep Hypercarb 7. Продолжены исследования по разработке новых подходов к определению биологически активных соединений с применением наночастиц металлов. В частности, изучено поведение наночастиц серебра треугольной морфологии в коллоидном растворе в присутствии нейротрансмиттеров и продуктов их метаболизации в организме. Показано, что иммобилизация наночастиц на твердых носителях (гетероцепных полимерах, целлюлозе) в ряде случаев способствует улучшению селективности определения биологически активных соединений с помощью наночастиц.
5 1 января 2020 г.-31 декабря 2020 г. Разработка высокоэффективных методов, в том числе основанных на использовании наноструктур, для химического анализа объектов окружающей среды, пищевых продуктов и технологических объектов
Результаты этапа:
6 1 января 2021 г.-31 декабря 2021 г. Разработка высокоэффективных методов, в том числе основанных на использовании наноструктур, для химического анализа объектов окружающей среды, пищевых продуктов и технологических объектов
Результаты этапа:
7 1 января 2022 г.-31 декабря 2022 г. Разработка высокоэффективных методов, в том числе основанных на использовании наноструктур, для химического анализа объектов окружающей среды, пищевых продуктов и технологических объектов
Результаты этапа:

Прикрепленные к НИР результаты

Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".