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Materials (Basel, Switzerland)2022Sep23Vol.15issue(19)

バイオセンソリック用のUV硬化グリーンポリマー:非常に敏感なバイオセンサーとナノ蒸着および吸着特性の運用パラメーターの相関

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文献タイプ:
  • Journal Article
概要
Abstract

調査されたポリマーマトリックスは、エポキシ化亜酸化亜鉛油(ELO)、アクリル化エポキシ化大豆油(AESO)、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル(RD1)、バニリンジメタクリレート(VDM)、トリリアルリアルスルホンヘキソフルオロリン酸塩(PI-2--dime)などで構成されていました。フェニルアセトフェノン(DMPA)。亜麻仁油ベース(ELO/PI、ELO/10RD1/PI)および大豆オイルベース(AESO/VDM、AESO/VDM/DMPA)ポリマーは、それぞれ陽イオンおよびラジカルの光分解反応により得られました。得られたポリマーの架橋密度を改善するために、RD1の10 mol。並行して、VDMはAESOラジカル光重合反応の可塑剤として使用されました。ポジトロン消滅寿命分光法(PALS)を使用して、広範囲の温度(120〜320 K)と湿度における構造の安定性に関する植物油ベースのUV硬化ポリマーを特徴付けました。ポリマーは、アンペロメトリックバイオセンサーの構築のためのラッカーゼ固定化マトリックスとして使用されました。バイオセンサーの主要な動作パラメーターとポリマーマトリックスの顕微鏡特性(主に自由量と水分含有量のサイズ)の直接的な依存性が確立されました。バイオセンサーは、人間の健康に非常にマイナスの影響を与える発がん性物質である発がん物質による微量水質汚染の検出を目的としています。これらの発見により、バイオセンシングまたはバイオテクノロジーアプリケーションの固定化マトリックスとして、新しいポリマーのより良い予測が可能になります。

調査されたポリマーマトリックスは、エポキシ化亜酸化亜鉛油(ELO)、アクリル化エポキシ化大豆油(AESO)、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル(RD1)、バニリンジメタクリレート(VDM)、トリリアルリアルスルホンヘキソフルオロリン酸塩(PI-2--dime)などで構成されていました。フェニルアセトフェノン(DMPA)。亜麻仁油ベース(ELO/PI、ELO/10RD1/PI)および大豆オイルベース(AESO/VDM、AESO/VDM/DMPA)ポリマーは、それぞれ陽イオンおよびラジカルの光分解反応により得られました。得られたポリマーの架橋密度を改善するために、RD1の10 mol。並行して、VDMはAESOラジカル光重合反応の可塑剤として使用されました。ポジトロン消滅寿命分光法(PALS)を使用して、広範囲の温度(120〜320 K)と湿度における構造の安定性に関する植物油ベースのUV硬化ポリマーを特徴付けました。ポリマーは、アンペロメトリックバイオセンサーの構築のためのラッカーゼ固定化マトリックスとして使用されました。バイオセンサーの主要な動作パラメーターとポリマーマトリックスの顕微鏡特性(主に自由量と水分含有量のサイズ)の直接的な依存性が確立されました。バイオセンサーは、人間の健康に非常にマイナスの影響を与える発がん性物質である発がん物質による微量水質汚染の検出を目的としています。これらの発見により、バイオセンシングまたはバイオテクノロジーアプリケーションの固定化マトリックスとして、新しいポリマーのより良い予測が可能になります。

The investigated polymeric matrixes consisted of epoxidized linseed oil (ELO), acrylated epoxidized soybean oil (AESO), trimethylolpropane triglycidyl ether (RD1), vanillin dimethacrylate (VDM), triarylsulfonium hexafluorophosphate salts (PI), and 2,2-dimethoxy-2-phenylacetophenone (DMPA). Linseed oil-based (ELO/PI, ELO/10RD1/PI) and soybean oil-based (AESO/VDM, AESO/VDM/DMPA) polymers were obtained by cationic and radical photopolymerization reactions, respectively. In order to improve the cross-linking density of the resulting polymers, 10 mol.% of RD1 was used as a reactive diluent in the cationic photopolymerization of ELO. In parallel, VDM was used as a plasticizer in AESO radical photopolymerization reactions. Positron annihilation lifetime spectroscopy (PALS) was used to characterize vegetable oil-based UV-cured polymers regarding their structural stability in a wide range of temperatures (120-320 K) and humidity. The polymers were used as laccase immobilization matrixes for the construction of amperometric biosensors. A direct dependence of the main operational parameters of the biosensors and microscopical characteristics of polymer matrixes (mostly on the size of free volumes and water content) was established. The biosensors are intended for the detection of trace water pollution with xenobiotics, carcinogenic substances with a very negative impact on human health. These findings will allow better predictions for novel polymers as immobilization matrixes for biosensing or biotechnology applications.

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