Способ создания селективной поверхности сенсорного датчика

(19) (11) СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР/26(54) СПОСОБ СОЗДАНИЯ СЕЛЕКТИВНОЙПОВЕРХНОСТИ СЕНСОРНОГО ДАТЧИКА. Бюл. Ь 1аучнб-технического творчестваЩ Использование: в диагностических сисиевскогогосударственногоуни-. темах, обладающих высокой специфичном. Т.Г.Шевченко: .стью и.чувствительностью к органическимецкийиИ.Ф,Стародубвеществам. Сущность изобретения: нааучно-.технического творчества . предварительйо гидроксили рован ную поиевскогогосударственногоуни- . верхность кремниевой пластины наносятм; Т.Г.Шевченко .:. из водного раствораматричное вещество,оп Ы;, МапбепЬс С,РМозЬасЬ: избыток раствора удаляют, поверхностьи 11 оез 1 зе 1 есбче еоесоадиодсушат при температуре не более 150 С истабесу зИуа 1 еб зИсоп зоТасе .: осуществляют обработку поверхности ал- . .Япте 1 гуТеггайебгоп Ееп. - 1988, килхлорсиланом из газовой фазы, 3 табл.,Р.5437-5440. ..:1 ил,Изобретенйе относится к способу пол-: .:. других близких по.строению и гидрофобно. учения диагностических систем, обладающих.сти веществ. Так, с помощью эллипсометвысокой специфичностью и чувствительно-;рии было показано, что при сорбции такихстью к органическим веществам. Изобрете- . веществ, как олеилхолестерин, адамантан,ние может быть использовано в медицине, витамин К 1 и витамин Кэ, наибольший припри мониторинге окружающей среды и.для рост толщины адсорбированного слоя былрегуляции технологических процессов.получен в случае витамина К 1, содержащегоНаиболее близким к изобретению по структурный участок, близкий по строению. технической сущности является способ со- и гидрофобности к гексадекану;здания поверхности сенсорных систем, спо-: . 0собных к селективному молекулярному,распознаванию некоторых биоорганиче- Оских молекул при их адсорбции, Способ заключается в том, что гидрофильная 0поверхность кремния модифицируется ок- . Благодаря описанной выше методикетадецилтрихлорсиланом в присутствии гек. имеется воэможность исключить необходисадекана как матрицы, Обработка ведется в масть иммобилизации на поверхности прерастворе гексадекан(хлороформ)тетрахлор-, образователя нестойкого биологическогометане (8:0,8:1,2 ччч). Далее гексадекан материала в случае создания селективногоудаляют с поверхности промывкой хлоро- . датчика. Однако известный способ имеетформом. Обработанная таким образом по- следующий недостаток, Модификация такиверхность была способна к избирательной: ми реагентами, как октадецилтрихлорсилансорбции гексадекана(матрицы) и некоторых возможна лишь в таких растворителях, кактолуол, СС 14 и т.дчто делает невозможным лективная структура, способная различать.приготовление селективной поверхности вещества, близкие по строению и свойстдля водорастворимых веществ. Кроме того, вам,кремниевая поверхность, модифицирован- П р и м е р 1. Отполированные кремниная этим способом, пригодна лишь для ана евые пластинки (площадью 16 мм 2, толщи-:лиза значительно отличающихся между ной 1 мм и имеющие на поверхности слой иэсобой по размеру и гидрофобности веществ. 802 обрабатывали горячим водяным паромЭто ограничивает применимость метода. в течение 1 ч. Затем образцы пластинок (поЦелью изобретения является придание 3 шт) помещали на 12 ч в 5. мМ раствор а)кремниевой поверхности сенсорного датчи- аденозина (А); б) аденозинмонофосфорной10. ка способности селективно сорбировать.от- . кислоты (АМР); в) .тимидинтрифосфорнойдельные, в том числе водорастеоримые, кислоты (ТТР); г) аденоэинтрифосфорнойорганические вещества кислоты (АТР), Остатки жидкости с поверхПостаеленная цель достигается соглас- ности пластинок удаляли, помещая их межно эавляемому .способу, включающему дудвумя слоями фильтровальной бумаги.предварительную сорбцию на 902-содер- . Далее образцы высушивали при 120 С в тежащем материале органического вещества чение 3 ч и помещали их в вакуум-эксикатор(матрицы) из водного раствора или органи- с 5 мл замороженного в жидком азоте три-,.теля с последующим высушиванием при насоса из эксикатора откачивали воздух итемпературе до 150 С (при более. высокой оставляли его на ночь при комнатной темпетемпературепроисходитнеконтролируемоературе. На следующий деньпластинки отизмейение числа силанольных групп на по- мывали от матрицы с помощью спирта (3верхности), Затем образец модифицируют 25 раза по 10 мл) и воды (3 раза по 20 мл). Всилилирующими агентами, например три- качестве контрольных образцов служилиметилхлор- или трйметилбромсиланом, гек- кремниевые пластинки, которые орабатывасаметилендисилазаном и т.д., в .вакууме. ли лишь триметилхлорсиланом, как указаноДалее проводится.отмывка и высушивание выше; На всех подготовлейных,таким обра образца поверхности; .: . 30 зо 4 кремниевых пластинках в течение. 20, Полученный таким образом материал. мин проводили сорбцию меченной Р вповерхйости содержит участки с силаноль- а - положении АТР (20 мкг/мл), после чегоными группами, экранированными матриц- их окунали в воду, высушивали и анализироными молекулами от взаимодействия с вали поуровню радиоактивности количест-.силилирующим агентом. Вокругадсорбиро- ЗЬ. ео адсорбированной АТР; Подсчетванных матричных молекул на 802-поверх- радиоактивности осуществляли в толуолоности образуется гидрофобный слой из вом сцинтилляторе ЖСс помощью счеторганосилоксановых групп. После отмывки чика Б:40 (Франция). Полученные данныематрицы на поверхности остаются участки, представлены в табл.1. Их анализ покаспособные к изирательному езаимодейст зывает высокую специфичность АТР-обвию с матричными молекулами.работанных пластинок к своему (АТР)Существенным отличием заявляемого субстрату.. способа является предварительная сорбция П р и м е р 2; Изучение селективностиматричного вещества (вещества к которому модифицированных кремнйевых пластинокформируется селективная поверхность сен- ." проводили аналогично, как в примере 1, носора). Предварительная сорбция матрицы с тем отличием, что вместо полированныхна поверхности сенсорного датчика перед пластинок использовали неотшлифованего обработкой силилирующим агентом с ные. Полученные результаты представленыцель 1 оформированияселектиеныхучастков в табл. 2. Они показывают возрастаниек. молекулам матричного вещества нами сродства (АТР)-модифицированных обраэ 50проведена впервые. цов к своему субстрату.:Вотличиеотпредложенногоранееспо- П р и м е р 3. Аналогично примеру 1,соба эавляемый способ создания селектив- полированные кремниевые пластинки былиной поверхности сенсорного датчика 5 модифицированы -фенилаланином РЬе)отличается тем, что модификация поверхно,1:лейцином (1 ео) и ОА-метионином (Мет),14сти силилирующим агентом производится в Анализироваласьсорбция С-меченыхамигазовой фазе после предварительной сорб- нокислот из растворов с концентрацией 20ции матрицы. Этим достигается возгяожность мкг/мл. Полученные результаты приведеныформирования селективнойповерхности в табл. 3.сенсора для водорастворимых веществ. Как видно из полученных результатов,Кроме того, в наших условиях создается се- все модифицированные образцы проявляют1787132 Таблица 1 Уровень радиоактивности адсорбировайной Р-АТР на контрольных и модифицированных с помощью различных матриц кремниевых пластинках (полированных) Таб овень радиоактивности адсорбированной Р-.АТР на контрольных и модифици с помощью различных матриц кремнйевых пластинках (неотшлифованныиц анных 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 э юность из оксида кремния для сенсорныхдат- щ и й с я тем, что, с целью расширения чиков может быть приготовлена заявляемым 5 диапазона тестирования органических веспособом какдля полярных, таки неполярных ществ, до стадии обработки наносят матричматричных веществ, Использованиепредла-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) Апдегззоп Ы., Мапбепос С.Р.; МозЬасйФ о р м у л а и 3 о б р е т е н и я : К. Зтойсз оп оцеат зеесбче гпо есц 1 аг: Способ создания селективной поверхно гооцпсоп оп, а остабесу зНуатеб зИсоп сти сенсорного датчика, включающий обра- зигасе цз 1 пц а 1 Ирзоеетгу. Тетгапебгоп Ееп. ботку предварительно гидроксилированной: - 1988; ч.29, й 42. Р.5437-5440.1787132 Таблица 3 Уровень радиоактивности адсорбированных С-меченых аминокислот на контрольных и модифицированных с помощьа различных матриц кремниевых пластинок (полированных) сорбцил иатрицы : ОН ОЕХ ОЦ ОНЪ Б 0,0 Н ОН 033 Составитель С. ПилецкийРедактор Г. Никольская Техред М,Моргентал Корректор М. Шаро Заказ 3737 Тираж: Подписное НПО "Поиск" Роспатента 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5дственно-издательский комбинат "Патент", г,ул. Гагарина, 101 ей Ис ..: ИИгйе Щ " " .д /гО ОК ОВ ОЙ 0отющвка Ис ИсЦ ; МО