Способ создания селективной поверхности сенсорного датчика

 

Использование: в диагностических системах , обладающих высокой специфичностью и чувствительностью к органическим веществам. Сущность изобретения: на предварительно гидроксилированную поверхность кремниевой пластины наносят из водного раствора матричное вещество, избыток раствора удаляют, поверхность сушат при температуре не более 150°С и осуществляют обработку поверхности алкилхлорсиланом из газовой фазы, 3 табл., 1 ил. . -. : /;,: :.i.. ;,;. ;. ;: : , -.- . СА

0>) ((О

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) (э()з С 01 В 33/12, G 01 N 27/00 у.3

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

- @р К ПАТЕНТУ

2 (54) СПОСОБ СОЗДАНИЯ СЕЛЕКТИВНОЙ

ПОВЕРХНОСТИ СЕНСОРНОГО ДАТЧИКА

1 (21) 4868633/26 (22) 25.09.90 (46) 07.01.93. Бюл. N .1 (71) Центр научно-технического творчест . молодежи Киевского государственного ун верситета им. Т.Г.Шевченко (72) С.А;Пилецкий и И.Ф,Стародуб (73) Центр научно-.технического творчест молодежи Киевского государственного ун верситета им. Т.ГкШевченко (56) Andersson1,J;, Mandenluc С.F„Mosba

К. Studies on quest selective molecular ru

nltlon on. a octadecyl sllylated slllcon surfa

using elllpsornetry. Tetrahedron Lett. — 198 ч.29, N. 42, P.5437-5440. ва . (57) Использование: в диагностических сиси- .. темах, обладающих высокой специфичностью и.чувствительностью K органическим веществам. Сущность изобретения: на ва предварительйо гидроксили рован ную пои-. . верхность кремниевой пластины наносят из водного раствора матричное вещество, ch избыток раствора удаляют, поверхность

og сушат при температуре не более 150 С и се .: осуществляют обработку поверхности ал- .. я

8, килхлорсиланом. из газовой фазы, 3 табл., Изобретение относится к способу пол-: .:. других близких по.строению и гидрофобно . учения диагностическихсистем,обладающих.:..сти веществ. Так, с помощью эллипсометвысокой специфичностью и чувствительно-: рии было показано, что при сорбции таких стью к органическим веществам. Изобрете- . веществ, как олеилхолестерин, адамантан, ние может быть использовано в медицине,: витамин К1 и витамин Кэ, наибольший при- 0© при мониторинге окружающей среды и.для рост- толщины адсорбированного слоя был регуляции технологических процессов. - . получен в случае витамина К1, содержащего

Наиболее близким к изобретению по структурный участок, близкий по строению: (, ) технической сущности является способ со- и гидрофобности к гексадекану;, Я здания поверхности сенсорных систем, спо- .: 0 собных к селективному молекулярному, расноанаеанию некоторых оиоорганиче- 1: . ) и ских молекул при их адсорбции, Способ эа- .: . 4 ключается в том, что гидрофильная а поверхность кремния модифицируется ок- . Благодаря описанной выше методике тадецилтрихлорсиланом в присутствии гек. имеется воэможность исключить необходисадекана как матрицы, Обработка ведется в масть иммобилизации на поверхности прерастворе гексадекан(хлороформ)тетрахлор-, образователя нестойкого биологического метане (8:0,8:1,2 ч/ч/ч). Далее гексадекан материала в случае создания селективного удаляют с поверхности промывкой хлоро- датчика. Однако известный способ имеет формом. Обработанная таким образом по- следующий недостаток, Модификация такиверхность была способна к избирательной: ми реагентами, как октадецилтрихлорсилан сорбции гексадекана(матрицы) и некоторых возможна лишь в таких растворителях, как

1787132 толуол. CCl4 и т.д., что делает невозможным лективная структура, способная различать .приготовление селективной поверхности вещества, близкие по строению и свойстдля водорастворимых веществ. Кроме того, вам. кремниевая поверхность, модифицирован- Пример 1. Отполированные кремниная этим способом, пригодна лишь для ана- 5 евые пластинки (площадью 16 мм2, толщи-:. лиза значительно отличающихся между ной 1 мм и имеющие на поверхности слой иэ собой tio размеру и гидрофобности веществ. Sl0z) обрабатывали горячим водяным паром

Это ограничивает применимость метода. в течение 1 ч. Затем образцы пластинок (по

Целью изобретения является придание 3 шт) помещали на 12 ч в 5. мМ раствор э) кремниевой поверхности сенсорного датчи- аденозина (А): б) аденозинмонофосфорной

10 ка способности селективно сорбировать от- . кислоты (AMP) в) .тимидинтрифосфорной дельные, в том числе водорастворимые, кислоты (ТТР); г) аденоэинтрифосфорной органические вещества.. кислоты (АТР). Остатки жидкости с поверхПоставленная цель достигается соглас- „ности пластинок удаляли, помещая их межно эавляемому способу, включающему - ду двумя слоями фильтровальной бумаги. предварительную сорбцию на ВО2-содер- . Далее образцы высушивали при 120 G в тежащем материале" органического вещества чение 3 ч и помещали их в вакуум-эксикатор (матрицы) из водного раствора или оргэни- с 5 мл замороженного в жидком азоте три-, .ческого растворителя и удаление раствори- 20 метилхлорсиланэ. С помощью масляного .теля с последующим высушиванием при насоса из эксикатора откачивали воздух и температуре до 150 С (при более высокой оставлялиего на ночьпри комнатнойтемпетемпературепроисходитнеконтролируемое ратуре. На следующий день пластинки от. измейение числа силанольных групп на по- мывали от матрицы с помощью спирта (3 верхности). Затем образец модифицируют 25 раза по 10 мл) и воды (3 раза па 20 мл). В силилирующими агентами, например три- качестве контрольных образцов служили метилхлор- или трйметилбромсилэном, гек- кремниевые пластинки, которые орабэтывасаметилендисилазаном и т.д., a .вакууме. ли лишь триметилхлорсиланом, как указано

Далее проводится .отмывка и высушивание выше; На всех подготовлейных,таким обра образца поверхности; ..: . 30 зо 4 кремниевых пластинках в течение 20

- зг, Полученный таким образом материал. мин проводили сорбцию меченной Р в поверхйости содержит участки с силаноль- a - положении ATP (20 мкг/мл), после чего ными группами, экранированными матрич- их окунали в воду, высушивали и анализироными молекулами от взаимодействия с вали поуровню радиоактивности количест-. силилирующим агентом. Вокруг эдсорбиро- 35. во адсорбированной АТР; Подсчет ванных матричных молекул íà StOz-ïîàåðõ- радиоактивности осуществляли в толуолоности образуется гидрофобный слой из вом сцинтилляторе ЖС-108 с помощью счеторганосилоксановых групп. После отмывки чика SL-40 (Франция). Полученные данные матрицы на поверхности остаются участки, представлены в табл. 1. Их анализ покаспособные к изирательному взаимодейст- 40 зывает высокую специфичность ATP-обвию с матричными молекулами. - работанных пластинок к своему (АТР)

Существенным отличием заявляемого субстрату. . способа является предварительная сорбция Пример 2; Изучение селективности матричного вещества (вещества к которому модифицированных кремнйевых пластинок формируется селективная поверхность сен- ." проводили аналогично, как в примере 1, но сора). Предварительная сорбция матрицы с тем отличием, что вместо полированных на поверхности сенсорного датчика перед пластинок использовали неотшлифованего обработкой силилирующим агентом с ные. Полученные результаты представлены цель1оформированияселективныхучэстков в табл. 2. Они показывают возрастание к. молекулам матричного вещества нами сродства (АТР)-модифицированных обраэпроведена впервые. цов к своему субстрату.

: В отличие от предложенного ранее спо-: Пример 3. Аналогично примеру 1, соба ээвляемый способ создания селектив- полированные кремниевые пластинки были ной поверхности сенсорного датчика >5 модифицированы L-фенилаланином (Phe) отличается тем, что модификация поверхно- D,L-ëåéöèíoì (Leu) и ОД:метионином (Met).

14 сти силилирующим агентом производится в Анализироваласьсорбция С-меченыхамигазовой фазе после предварительной сорб- нокислот из растворов с концентрацией 20 ции матрицы. Этим достигается возгяожность мкг/мл. Полученные результаты приведены формирования селективной поверхности в табл. 3. сенсора для водорастворимых веществ. Как видно из полученных результатов, Кроме того, в наших условиях создается се- все модифицированные образцы проявляют

1787132 селективность"к своему субстрату — матри- поверхности кремниевой пластины алкилхце. лорсиланом в присутствии матричного оргаТаким образом, селективная поверх- нического вещества, отмывку, о т л и ч a еность из оксида кремния для сенсорныхдат- шийся тем, что, с целью расширения чиков может быть приготовлена заявляемым 5 диапазона тестирования органических веспособом какдля полярных, таки неполярных ществ, до стадии обработки наносятматричматричных веществ, Использование предла- ное вещество нв поверхность из водного гаемого изобретения позволит упростить - раствора,избытокраствораудаляют,затем конструирование сенсорныхсистем и расши- поверхность сушат при температуре не вырить их круг для тестирования любых низко- ше 150 С, а обработку осуществляют из гамолекулярных органических веществ.. - зовой фазы, (56) Andersson L;3., Mandenluc С.F. ° Mosbach

ФормуЛа йзобретения ..: К. Studlcs on quest se)ective molecular .:::Способсозданияселективнойповерхно- 1 ruognltlon on, а octadecyl sllylated slllcon сти сенсорного датчика, включающий обра- surface using alllpsometry. Tetrahedron Lett. ботку предварительно гидроксилированной: — 1988; v .29. и 42. P.5437-5440.

Таблица 1

Уровень радиоактивности адсорбировайной P-ATP на контрольных и модифицированных с помощью различных матриц кремниевых пластинках (полированных)

Таблица 2

Уровень радиоактивности адсорбированной Р-АТР на контрольных и модифицированных с помощью различных матриц кремнйевых пластинках (неотшлифованных) 1787132

Таблица 3

Уровень радиоактивности адсорбированных C-меченых аминокислот на контрольных и модифицированных с помощьа различных матриц кремниевых пластинок (полированных) и1 ОН ОН ОН OH ОН сорбиии натрици ОН ОН. ОН ОН OH y gc(+ отицвка

Составитель С. Пилецкий

Редактор Г. Никольская- Техред M,Ìîðãåíòàë Корректор М. Шароши

Тираж: Подписное

НПО "Поиск" Роспатента

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Заказ 3737

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101