Электроды ок 53: Электроды ESAB OK 53.70 3.2мм, 4.7кг, Швеция – купить в магазинах «Всё для Сварки»

Электроды ОК 53.70 по цене производителя с доставкой по Москве и области

ASME / AWS A5.1 E7016-1

EN ISO 2560-A E 46 4 B41 H5

ГОСТ 9467-75, тип Э50А

Сварочные электроды OK 53.70 предназначены для ручной дуговой сварки углеродистых сталей, на переменном Alternating Current (AC) и постоянном токе Direct Current (DC) любой полярности. Сварка производится во всех пространственных положениях, кроме вертикального «сверху – вниз».

Электроды для сварки OK 53.70 (также, как и электроды УОНИИ) являются электродами с основным покрытием. Основу этого вида покрытия составляют карбонаты и фтористые соединения. Благодаря низкому содержанию газов, неметаллических включений и вредных примесей, металл шва, выполненный этими электродами, отличается высокими показателями пластичности и ударной вязкости, при нормальных и пониженных температурах испытаний.

Благодаря уникальной рецептуре, строгого контроля качества, высокотехнологического процесса производства электроды для сварки OK53.70 характеризуются:

1. низким содержанием водорода в металле шва;

2. стабильным горением дуги;

3. высокой глубиной проплавления металлических конструкций;

4. низким уровнем разбрызгивания металла;

5. хорошей отделимостью шлаковой корки;

6. высокой стойкостью к образованию кристаллизационных трещин;

7. повышенной ударной вязкостью и пластичностью шва;

8. отличным товарным видом швов;

9. экономичностью в работе.

Электроды OK 53.70 применяются в случаях, когда необходимо повысить прочность обратной стороны сварочного шва.

Сварочные электроды OK53.70 используются по всему миру, во всех отраслях, особенное распространение электроды получили в нефтегазовой промышленности, так как в данных отраслях проводятся огромное количество сварочных работ и при этом особое внимание уделяется качеству швов, не допускающих утечку углеводородов. Также при выполнении крупных проектов по проведению магистральных трубопроводов, электроды ОК53.70 позволяют ускорить процесс сварочных работ за счет неизменно высокого качества. Допускается проведение сварочных работ в ограниченных или стесненных условиях.

Высокая эластичность сварочного шва, позволяет выполнять работы на любых участках магистральных трубопроводов от Ямала до Краснодара в резко-континентальных и умеренных климатических зонах.

Сварочные электроды OK 53-70, различных диаметров, тип: E7016-1 по AWS А5.1 или Э-50А по ГОСТ 9467-75, аттестованы Национальным Агентством Контроля и Сварки (НАКС) на соответствие требованиям РД 03-613-03. Аттестат НАКС выдан ESAB AB Consumable Production от 01 февраля 2011 года и действительно до 01 февраля 2014 года, на основании протокола аттестации на опытно-экспериментальной базе АНО «Аттестационный центр «Газпром».

Аттестат НАКС на электроды ОК 53. 70

В начале XX века в городе Гётеборге, шведским ученым Оскаром Кьельбергом была основана компания «ESAB», Elektriska Svetsnings – Aktiebolaget – электросварочная компания. Фирма «ESAB» производила, разработанную ученым, сварочную продукцию необходимую для судостроительной промышленности.

Сегодня The ESAB Group принадлежит американской компании Colfax Corporation, с коллективом более 8400 человек, занятых по всему миру. Сбытовая сеть компании представлена в 80 государствах, а выпуском продукции заняты 26 производств, в том числе два завода расположенных на территории Российской Федерации. Завод ЭСАБ-СВЭЛ был образован в 2000 году выпускающий, как российские марки электродов, так и марки электродов ОК принадлежащие ESAB. А в 2011 году к The ESAB Group присоединяется Сычевский электродный завод ранее принадлежавший ООО «Мострансгаз».

Химический состав металла сварного шва (%) в соответствии AWS:

* для каждой отдельной партии электродов химический состав индивидуален, в пределах допустимых норм.

Механические свойства металла сварного шва в соответствии AWS:

Рекомендуемые параметры силы тока, А

Положение электрода при сварке:

Упаковка электродов КО 53. 70

Упаковка максимально обеспечивает сохранность электродов. Сварочные электроды ОК53.70 упаковываются в коробки, для диаметра 2,5 мм по 4,5 килограммов, для диаметра 3,2 мм по 4,7 килограммов, а для диаметра 4 мм по 6 килограммов. Коробки выполнены из толстого высококачественного картона, обтянутого специальной термоусадочной пленкой. Коробки с электродами по три штуки дополнительно упаковываются в коробки из гофра картона, в случаях, когда продукция ввозится из Швеции. Для крупных партий продукция поставляется в герметичных деревянных ящиках или поддонах обтянутых термоусадочной пленкой с различной схемой загрузки и различной массой. Благодаря многоуровневой защите, используемой при упаковывании продукции, электроды для сварки ОК 53,70 надежно предохранены от повреждений, ударов и механического воздействия в процессе перемещений и транспортировки. Также упаковка электродов защищает от попадания влаги.

Условия прокалки: 350 ^оС в течение 2 часов.

официальный дистрибьютор ESAB, стратегический партнер ESAB и авторизованный сервисный центр ESAB

Электроды ESAB OK46.00 и OK53.70

Народ периодически интересуется- чем варите? Отвечаю- варим модными почти-шведскими эсабовскими электродами, сделанными в Питере и купленными в Москве в фирме РусСварка. 

2.

3.  Сертификационный значок с якорем)))

4. Этикетка ОК 46.00

5.

6. 53.70 и 46.00 — оба диаметром 3мм, однако у первого гораздо более толстая обмазка:

7. Шов сделанный ОК 46.00

7.1. Шлак матовый, счищается хорошо, зачастую единой скорлупкой

7.2.

7.3.

7.4.

8. Шов сделанный ОК 53.70

8.1. Обратите внимание на шлак- практически застывшее стекло:

8.2.

8.3. Шлак счищается плохо

8.4.

Также электрод очень сложно зажечь повторно- тоесть для постановки прихваток (коротких в пару сантиметров шовчиков) он решительно не подходит. Решили, что 53.70 предназначен для длинных швов без отрыва.  А у нас тут длинных швов по определению быть не может- для борьбы со сварочными деформациями везде и всё варить надо короткими швами, сантиметров по 7.

9. Этикетка ОК 53.70

10. Немного не про электроды, но тоже в тему- хамелеонная маска ESAB OrigoTech. Средненькая такая маска. Стоит около 6тыр. Вроде норм. Коллегам не нравится. Сам пользуюсь редко, обычно варю классическим щитком. На хорошую 3М-овскю SpeedGlas денег жаба не дает (40-60 тыр). Да в общемто и не надо- не в маске щастье.

Апдейт:

Как сушить электроды ESAB OK 46.00

Электроды ок 46.00 хороши не только пластичностью дуги (хотя при сварке в сложных геометриях это иногда задалбливает- дуга не гаснет), но и своей неприхотливостью к условиям.  В конце декабря на лодке были забыты пол пачки электродов под недоделанной крышей рубки. Три месяца они там лежали. Когда я их нашел в марте — они были все сырые- вода после дождя стекала ручьем и пачка картонная развалилась, однака обмазка саих электродов не пострадала.   Раньше я бы их выкинул- но нынче (март 2016) на дворе кризис, такчто не до жиру. Да плюс к тому же за три месяца моего отсутствия на верфи некоторые товарищи запустили руку в мои запасы и электродов осталась — как в песне у Чижа- одна пачка) Поэтому я их аккуратненько принес в отапливаемое помещение и положил на батарею, чтобы подсохли. За три дня они высохли и сегодня я ими замечательно варил. В принципе есть сушильная печь для электродов на 300 градусов, но вроде и так отлично варят. Но по уму сушить электроды нужно всетаки в специальной сушильной печи.

Всем желаю сварочных успехов! )))

Таблица соответствия российских электродов и электродов иностранных производителей

Сварочные электроды ОК 53.70

Сварочные электроды ОК 53.70 предназначены для ручной сварки низколегированных сталей, содержащих углерод. Данная модель стержней производится заводом Esab. Их особенностью является малое содержание водорода. Чаще всего “ОК 53.70” применяются при сборке трубопроводов и простых конструкций.

Продукция соответствует сертификатам качества и производится согласно ГОСТу Э50А. Эсаб имеет большую дилерскую сеть, благодаря чему купить электроды не составит никакого труда. Они продаются как в интернете, так и в обычных строительных магазинах.

Содержание статьи:

Свойства и характеристики электродов

Благодаря низкому содержанию водорода, шов, полученный при помощи электродов будет практически лишен пор. В нем не будут образовываться трещины, а значит он прослужит очень долго.

Электроды позволяют увеличить глубину проплавления и сделать шов плоским. Шлаковая корка при этом будет отделяться очень легко.

Другая особенность модели — это стабильное горение дуги. Такое свойство позволяет делать соединение равномерным и плотным. Благодаря этому, с работой справится даже новичок.

Варить стержнями “ОК 53.70” можно в любых положениях. Это значительно облегчает монтажных в сложных условиях, когда подобраться к месту сварки не просто.

Согласно отзывам мастеров, лучше всего электроды подходят для сварки заполняющих и облицовочных стыков и корневых проходов.

Вот какие характеристики имеют изделия:

• покрытие: основное;
• наплавка: 8,5 г/Ач;
• производительность 1,8 кг.
• ударная вязкость: 100 — 150 Дж/кв. см;
• текучесть: 440 Мпа;
• сопротивление: 530 МПа;
• удлинение: 30%.

Перед тем как приступать к работе, рекомендуется провести прокалку электродов. Для этого потребуется специальная печь, разогретая примерно до 350°С. Нужно поместить в нее стержни на 2 часа.

Помимо печи для прокалки, сварщики часто используют термопеналы. Они очень полезны, поскольку сохраняют температуру электродов до того момента, когда ими начнут варить.

Хранение электродов

Стержни поставляются в специальной пленке, препятствующей проникновению воды. Несмотря на это, неправильное хранение может их испортить. Если вы хотите, чтобы электроды служили как можно дольше, нужно соблюдать несколько правил:

• температура в помещении с электродами не должна быть ниже 15°С;
• влажность на складе или в подсобном помещении должна быть минимальной;
• не допускайте поломки или падение электродов, иначе может повредиться покрытие, что приведет к ухудшению их свойств.

Если вдруг вышло так, что электроды намокли. Их следует прокалить в печи.

Заключение

Электроды “ОК 53.70” подходят как для домашнего использования, так и для промышленных предприятий, где требования к качеству выполненной работы в разы выше. Профессионалы рекомендуют пользоваться именно этими расходниками, потому что они имеют высокое качество и позволяют работать комфортно.

Чем отличаются импортные и российские сварочные электроды

Технология соединения металлов с помощью сварки используется повсеместно. Современный рынок сварочных материалов может предложить не одно решение для выполнения одинаковых задач. Наряду с отечественными предприятиями свою продукцию в Россию поставляют зарубежные производители. Сопоставимы ли они по качеству?

Несмотря на то, что профессия сварщика считается вредной, кровь людей этой специальности обладает повышенной свертываемостью и содержит большее количество полезных микроэлементов. По этой причине таким посетителям всегда рады в донорских пунктах приема крови.

Швеция

Компания Elektriska Svetsnings-Aktiebolaget или сокращенно ESAB является известным производителем оборудования и расходных материалов для сварки. Сварочные электроды ESAB широко представлены на российском рынке. Они пользуются уважением и популярностью у специалистов. Продукция маркируется аббревиатурой ОК.

Одна из популярных марок электродов – ОК 53.70. Они работают на переменном или постоянном токе прямой полярности. Выпускаются с основным покрытием с низким содержанием водорода. Электроды применяются при сборке трубопроводов или других конструкций из низколегированных или малоуглеродистых сталей для односторонней сварки. Они обеспечивают стабильное горение дуги и надежную работу в любом пространственном положении. В результате их применения образуется плоский сварной шов с легко удаляемым шлаком и гарантируется качественная сварка корневого прохода с формированием обратного валика. Электроды прекрасно зарекомендовали себя в условиях крайнего Севера за счет высокой ударной вязкости при отрицательных температурах (100 Дж/см² при -50 °С) и хороших механических свойств металла шва. Российский аналог ОК 53.70 – АНО-1М. Одно из его явных отрицательных качеств – образование большого количества шлака, препятствующего проведению сварочных работ. Также можно отметить неравномерную толщину покрытия.

Еще одна известная марка ESAB – ОК 46.00. Это универсальные электроды с рутиловым покрытием. У них очень легкий первичный и вторичный розжиг. Они обеспечивают отличное качество швов. Электроды очень удобны для наложения прихваток, заварки коротких швов или больших зазоров. Они не чувствительны к ржавчине и другим поверхностным загрязнениям. С ним легко смогут работать даже сварщики с низкой квалификацией. Применяются для сварки судовых, конструкционных и углеродистых сталей. Их российский аналог – АНО-4 с такими же недостатками, как и АНО-1М. Кроме этого для работы с АНО-4 характерно большое разбрызгивание металла, прерывающаяся дуга и затрудненное повторное зажигание.

Результат разбрызгивания металла

Германия

Еще одной страной, поставляющей в Россию сварочные электроды, является Германия. Известнейший производитель – Klockner. Одна из марок их продукции – Phoenix K 50. Они изначально разрабатывались для использования при сборке трубопроводов. Электроды обеспечивают отличное качество корневого шва при односторонней сварке. Для них характерен чистый химический состав и хороший показатель ударной вязкости (47 Дж/см² при -30 °С). Они обеспечивают качественный капельный перенос металла. Phoenix K 50 применяются для сварки трубопроводов и котельного оборудования. Их российским аналогом являются АНО-1М и Э-138/50Н. Для последних отрицательным качеством является затрудненный поджиг.

Электроды Kessel 5520 Mo этого же производителя выпускаются с основным покрытием. Они применяются для работы с низколегированными или углеродистыми сталями, имеющими предел прочности до 640 МПа. Электроды используются при строительстве мостов и трубопроводов. Они обеспечивают отличное качество швов при любых погодных условиях. Их российские аналоги ВСФ-65М или ВСФ-65У обеспечить такого не могут. Главный их недостаток – склонность к образованию пор и повышенная разбрызгиваемость металла.

Качественные электроды обеспечивают бездефектные швы

Япония

Японская компания Kobe Steel, известная под торговой маркой Kobelco, маркирует свою продукцию аббревиатурой LB. Одна из известных марок электродов – LB-52U. Они имеют основное покрытие с низким содержанием водорода, что существенно улучшает все параметры сварного шва. Электроды разрабатывались для сварки соединений, изготовленных из разных сталей. Их применяют при сборке резервуаров, трубопроводов и морских сооружений. Изделия обеспечивают стабильную дугу при работе, проплавление по всей длине шва и высокую ударную вязкость металла шва (60 Дж/см² при -40 °С). При их одностороннем использовании получается бездефектный корневой шов. Ближайший отечественный аналог этих электродов – СЭЛБ-52. Он создавался как заменитель LB-52U, но при более низкой цене обеспечить такое же бездефектное качество швов пока не может.

В целом электроды для сварочных работ российского производства выигрывают в цене, но уступают по качеству зарубежным аналогам. Большинство из них характеризуется нестабильными характеристиками, составом и толщиной покрытия, повышенной разбрызгиваемостью металла. Последний параметр подавляющим большинством отечественных предприятий регламентируется в пределах 2-10 %, в то время как у зарубежных изготовителей 0,5-2 %. Вероятными причинами более низкого качества российских электродов являются нарушения технологии производства и недостаточный контроль при их изготовлении. Этим и объясняется популярность импортных электродов.

Сварочные электроды OK 53.70 3.2×350 мм (4,5 кг)

Электроды для ручной дуговой сварки ESAB OK 53.70 3.2мм 4.5кг В НАЛИЧИИ 6 пачек

• материал электрода: металлический сплав
• назначение: низкоуглеродистая сталь
• длина электрода 35 см
• режим сварки: AC/DC
• тип покрытия: основной
• комплект электродов

Сварочные электроды ESAB OK 53.70 с низким содержанием водорода для односторонней сварки трубопроводов и конструкций общего назначения. Преимущественно используются для сварки корневого слоя шва поворотных и неповоротных стыков трубопроводов и других ответственных конструкций из низкоуглеродистых, углеродистых и низколегированных сталей прочностных классов до К60 включительно.

Электроды диаметром Ø2,5мм и Ø3,2мм предназначаются также для сварки заполняющих и облицовочного слоёв шва тонкостенных конструкций, включая стыки трубопроводов из сталей прочностных классов до К54 включительно.

Электроды ок 53.70 отличаются большой глубиной проплавления (проварки), формируют плоский шов с легко удаляемой шлаковой коркой. Хорошо сбалансированная шлаковая система обеспечивает стабильное горение дуги и позволяет легко производить сварку ok 53.70 во всех пространственных положениях. Электроды ok 53.70 рекомендуются для сварки заполняющих и облицовочных проходов стыков труб классом прочности до API 5LX56 и корневых проходов классом прочности до API 5LX70.

Трубные сварочные электроды 53.70 производства ESAB

Сварочные электроды OK 53.70 (ЭСАБ ОК 5370) предназначены для сварки трубопроводов и других ответственных конструкций из малоуглеродистых и низколегированных сталей. Электроды ok 53 70 обеспечивают высокие качества сварки корневого прохода с формированием обратного валика. Электроды ок 53 70 имеют высокие механические и ударные свойства, поэтому при низких температурах делают возможным применение электрода в районах крайнего Севера. Сварочные электроды 53.70, наряду с электродами ESAB OK 74.70, имеют сертификацию НАКС, ободрение Транснефть, а также множество других сертификатов. Сварочные электроды ЭСАБ 53.70 зарекомендовали себя как отличный сварочный материал для сварки труб при строительстве нефте- и газопроводов как в России, так и за рубежом.

% PDF-1.3 % 2518 0 объект > эндобдж xref 2518 132 0000000016 00000 н. 0000003015 00000 н. 0000003130 00000 н. 0000003271 00000 н. 0000004450 00000 н. 0000005026 00000 н. 0000005451 00000 п. 0000005610 00000 н. 0000005769 00000 н. 0000005928 00000 н. 0000006087 00000 н. 0000006246 00000 н. 0000006405 00000 н. 0000006564 00000 н. 0000006723 00000 н. 0000006880 00000 н. 0000007036 00000 н. 0000007194 00000 н. 0000007353 00000 н. 0000007512 00000 н. 0000007671 00000 н. 0000007830 00000 н. 0000007988 00000 н. 0000008146 00000 п. 0000008305 00000 н. 0000008464 00000 н. 0000008623 00000 п. 0000008782 00000 н. 0000008940 00000 н. 0000009100 00000 н. 0000009259 00000 н. 0000009418 00000 н. 0000009577 00000 н. 0000009734 00000 н. 0000009893 00000 н. 0000010052 00000 п. 0000010210 00000 п. 0000010370 00000 п. 0000010530 00000 п. 0000010690 00000 п. 0000010849 00000 п. 0000011009 00000 п. 0000011169 00000 п. 0000011329 00000 п. 0000011489 00000 п. 0000011649 00000 п. 0000011809 00000 п. 0000011969 00000 п. 0000012129 00000 п. 0000012289 00000 п. 0000012448 00000 п. 0000013541 00000 п. 0000013720 00000 п. 0000013931 00000 п. 0000014132 00000 п. 0000015221 00000 п. 0000017584 00000 п. 0000017850 00000 п. 0000018160 00000 п. 0000021291 00000 п. 0000021315 00000 п. 0000028264 00000 п. 0000028321 00000 п. 0000028462 00000 п. 0000030850 00000 п. 0000041070 00000 п. 0000042243 00000 п. 0000047199 00000 п. 0000050961 00000 п. 0000053375 00000 п. 0000056395 00000 п. 0000056510 00000 п. 0000056806 00000 п. 0000057098 00000 п. 0000057205 00000 п. 0000057554 00000 п. 0000057868 00000 п. 0000061891 00000 п. 0000061989 00000 п. 0000062086 00000 п. 0000062187 00000 п. 0000062280 00000 п. 0000062384 00000 п. 0000062481 00000 п. 0000062581 00000 п. 0000062682 00000 п. 0000062755 00000 п. 0000062816 00000 п. 0000062877 00000 п. 0000062938 00000 п. 0000063000 00000 п. 0000063062 00000 н. 0000063125 00000 п. 0000063188 00000 п. 0000063251 00000 п. 0000063314 00000 п. 0000063377 00000 п. 0000063440 00000 п. 0000063503 00000 п. 0000063566 00000 п. 0000063629 00000 п. 0000063692 00000 п. 0000063755 00000 п. 0000063818 00000 п. 0000063881 00000 п. 0000063943 00000 п. 0000064005 00000 н. 0000064067 00000 п. 0000064129 00000 п. 0000064191 00000 п. 0000064253 00000 п. 0000064315 00000 п. 0000064377 00000 п. 0000064439 00000 п. 0000064501 00000 п. 0000064563 00000 п. 0000064625 00000 п. 0000064687 00000 п. 0000064749 00000 н. 0000064811 00000 п. 0000064873 00000 п. 0000064935 00000 п. 0000064997 00000 н. 0000065059 00000 п. 0000065121 00000 п. 0000065183 00000 п. 0000065245 00000 п. 0000065307 00000 п. 0000065369 00000 п. 0000065432 00000 п. 0000003346 00000 п. 0000004427 00000 н. трейлер ] >> startxref 0 %% EOF 2519 0 объект > эндобдж 2520 0 объект K> txg {; z # g8jBz) / U (.e! + (:. ؍ uȇ S% z, JOe9Kd ۆ r @.} `I7)]

Долговечные, одновалентно-селективные емкостные деионизационные электроды

7.

Суэйн, Б. Восстановление и рециркуляция лития: обзор. Сентябрь Purif. Technol. 172 , 388–403 (2017).

CAS Статья Google ученый

23.

Gamaethiralalage, J. G. et al. Последние достижения в ионной селективности с емкостной деионизацией. Energy Environ. Sci . https://doi.org/10.1039/D0EE03145C (2021 г.).

33.

Su, X. et al. Асимметричные фарадеевские системы для селективного электрохимического разделения. Energy Environ. Sci. 10 , 1272–1283 (2017).

CAS Статья Google ученый

ЭЛЕКТРОДЫ ДЛЯ СПЕЦИАЛЬНЫХ СПЛАВОВ RUSTPROOF – Aweld

IV.Электроды для нержавеющих специальных сплавов

 C: 0,05 Mn: 0,6
Cr: 13 HB: 190 

 EZ17MoR52 

 EZ 13 1 R 52 

 E 25 9 3 CuNLB22
DIN 8555:
E9-um-300-CKR 

 F385-17 / MOD
E20 25 5 Cu N LR53 

Границы | Синтез электродов в электрохимических сенсорных системах

Введение

Перекись водорода играет важную роль в онтогенетических и адаптивных ответах в клетках животных и растений (Neill et al., 2002; Quan et al., 2008; Креславский и др., 2012; Зандалинас и Миттлер 2018; Смирнофф и Арно 2019). У растений он продуцируется транспортом электронов в хлоропластах и ​​митохондриях через супероксид, пероксисомальные оксидазы, НАДФН-оксидазу плазматической мембраны и другие оксидазы и пероксидазы (Quan et al., 2008; Smirnoff and Arnaud 2019). Как одна из активных форм кислорода, перекись водорода выполняет в клетках двойную функцию. Помимо повреждения клеточных молекул и негативного воздействия на растительные организмы, он может выполнять функции клеточной сигнализации и механизмов адаптации (Neill et al., 2002; Креславский и др., 2012; Смирнофф и Арно 2019). В течение последних нескольких лет особое внимание уделялось роли H ₂ O ₂ как сигнальной молекулы в ответах растений на стрессовые факторы и защите от патогенов, но механизмы недостаточно изучены. Разработка методов количественной оценки и мониторинга in vivo в реальном времени пероксида водорода в тканях растений позволит лучше понять его роль в физиологии, развитии и адаптации растений.

Спектрофотометрические, флуорометрические и хемилюминесцентные методы использовались для определения перекиси водорода в тканях растений (Patterson et al., 1984; Veljovic-Jovanovic et al., 2002; Cheeseman 2006; Zhou et al., 2006; Ortega-Villasante et al. al., 2016; Si et al., 2018; Smirnoff, Arnaud, 2019). Недавно сообщалось об обнаружении индуцированной светом продукции перекиси водорода в мембранах ФС II с использованием электрохимического биосенсора (Prasad et al., 2015). Биоэлектронные применения растительной ткани в электрохимических транзисторах также были продемонстрированы, открывая новые перспективы для биоэлектронных приложений в науке о растениях (Stavrinidou et al., 2015; Coppedè et al., 2017). Электрохимические датчики очень перспективны для количественного определения перекиси водорода в растениях, поскольку они могут предлагать быстрый анализ с высоким пространственно-временным разрешением из-за миниатюризации, возможность мониторинга in vivo физиологического состояния растений, и они могут быть легко интегрируется в портативные аналитические микросистемы.

Существует три основных направления развития электрохимических сенсоров для определения перекиси водорода.

За последние несколько десятилетий произошли обширные разработки биосенсоров перекиси водорода, основанные на биоэлектрокатализе иммобилизованными, природными и, в последнее время, генетически модифицированными пероксидазами (Lindgren et al., 2000; Ruzgas et al., 2002; Koposova et al. ., 2014; Копосова и др., 2015), а также более мелкие гем-белки, такие как цитохром c , гемоглобин, миоглобин и микропероксидаза (Wollenberger et al., 2007). Исследования нацелены на улучшение прямого переноса электронов между каталитическими окислительно-восстановительными центрами биомолекул и электродами или «разводку» фермента на поверхности электродов, чтобы исключить потребность в медиаторах в растворах (Vreeke et al., 1992; Schuhmann 2002; Prasad et al., 2015). Наноматериалы используются в этом типе электрохимических биосенсоров для достижения и облегчения прямого переноса электронов. Кроме того, модификация электродов наноматериалами приводит к увеличению площади электроактивной поверхности и, следовательно, к более высокой чувствительности на единицу геометрической поверхности. Кроме того, в некоторых исследованиях сообщается о повышении стабильности иммобилизованного фермента (Копосова и др., 2014; Копосова и др., 2015; Николаев и др., 2015).

Группа электрохимических датчиков перекиси водорода основана на явлении электрокатализа на металлических поверхностях. Каталитическое окисление перекиси водорода происходит из-за наличия тонкой пленки оксида металла на поверхности электрода. Перекись водорода восстанавливает поверхностную оксидную пленку до металла, за чем следует электрохимическое повторное окисление металла (Johnston et al., 1995; Gerlache et al., 1997; Katsounaros et al., 2012). Однако двухэлектронное необратимое окисление перекиси водорода при анодных потенциалах, например 0.6–0,7 В на платиновом электроде часто зависит от мешающего воздействия веществ, окисленных при этих потенциалах, таких как аскорбиновая кислота, ацетаминофен, ураты, дофамин и другие компоненты биологических и природных сред (Davis 2009). При регистрации восстановления H ₂ O ₂ при катодных потенциалах появляется мешающий эффект восстановления кислорода, так как оба вещества восстанавливаются при близких потенциалах. Таким образом, немодифицированные металлические электроды обладают недостатком, заключающимся в плохой селективности в присутствии кислорода, который присутствует в прим.Концентрация 0,27 мМ в растворах в условиях окружающей среды. Оптимальные значения потенциала электрода – это 0 В и небольшие абсолютные значения, когда нежелательные побочные процессы мешающих веществ не влияют на реакцию датчика. Металлические наноструктуры широко исследуются для разработки этой группы электрохимических сенсоров. Модификация поверхностей электродов наноматериалами может быть использована для создания металлических поверхностей с оптимизированной структурой и энергией для электрокаталитического преобразования перекиси водорода (Guascito et al., 2008; Guascito et al., 2013; Чен и др., 2014; Хуанг и др., 2015; Чирицци и др., 2016; Оленин 2017; Николаев и др., 2018а; Дхара и Махапатра 2019; Хуанг и др., 2019; Peng et al., 2019).

Электрохимические сенсоры с сенсорными материалами, основанными на принципах биомиметики, также послужили стимулом для проведения значительных исследований. В этой группе сенсоров для модификации электродов используются биомиметические соединения и нанозимы, в основном представленные комплексами и оксидами переходных металлов (Morgan and Dolphin 1987; Batinić-Haberle et al., 2010; Вэй и Ван 2013; Чен и др., 2014; Baglia et al., 2017; Цзян и др., 2018; Дхара и Махапатра 2019; Хуанг и др., 2019; Wang et al., 2019; Wu et al., 2019; Wang et al., 2020). Наноматериалы также используются для разработки этой группы сенсоров по ряду вышеупомянутых причин. Среди первых сенсоров, использующих принципы биомиметических электрокатализаторов, были сенсоры на основе системы Fe (II) Fe (III), такие как Fe ₄ [Fe (CN) ₆ ] ₃ – берлинская лазурь – «искусственная пероксидаза». ”(Карякин, 2001; Риччи, Паллески, 2005) и магнетит Fe ₃ O ₄ (Wei, Wang 2013).Пероксидазоподобные свойства наночастиц Fe ₃ O ₄ , «нанозимов», были изучены в 2007 году (Gao et al., 2007) и позже использованы для изготовления сенсоров на основе принципов биомиметики. Эти датчики были основаны на электрокаталитическом восстановлении перекиси водорода и продемонстрировали пределы обнаружения в диапазоне концентраций мкМ (Lin and Leu 2005; Guivar et al., 2015). Также проводятся исследования комплексов других переходных металлов с биомиметической активностью, а также металлоорганических каркасов (Calas-Blanchard et al., 2014; Паолессе и др., 2017; Mourzina и Offenhäusser 2020; Peng et al., 2020; Wang et al., 2020). Недавно мы изучили серию водорастворимых порфириновых комплексов Mn (III) для электрокаталитического восстановления перекиси водорода в растворах (Mourzina and Offenhäusser 2020). На основе комплекса Mn (III) мезо -тетра (N-метил-4-пиридил) порфиринов, MnTMPyP, иммобилизованного на стеклоуглеродном электроде, GCE, разработан электрохимический сенсор для неферментативного селективного электрокаталитического определения перекись водорода с пределом обнаружения 5 × 10 ^–7 M (Peng et al., 2020). Использование порфиринового комплекса Mn в качестве биомиметического сенсорного материала позволило проводить определения пероксида водорода в присутствии кислорода. Было обнаружено, что более высокие токи электрокаталитического восстановления перекиси водорода и чувствительность наблюдаются в присутствии кислорода, чем в дезоксигенированных растворах в нейтральной, кислой и щелочной средах. Следовательно, датчик работает в области физиологических значений pH с высокой чувствительностью и селективностью и успешно использовался для анализа биологических сред (Peng et al., 2020).

Здесь мы сообщаем о синтезе и модификации in situ электродов из золотых нанодендритов (AuND), приготовленных с использованием направленной электрохимической сборки нанопроволоки (DENA) для создания электрохимической системы для анализа пероксида водорода. Электрохимическое восстановление оксида графена на золотых электродах используется для создания сенсорного интерфейса для адсорбции комплекса MnTMPyP в качестве биомиметического сенсорного материала. Анализ перекиси водорода в удаленном растительном материале с использованием новых электрохимических ячеек на основе AuND и электродов из модифицированного стеклоуглерода (ГХ) сравнивается с анализом с использованием спектрофотометрического метода и показывает хорошую корреляцию результатов.Повышенный уровень перекиси водорода из-за абиотического стресса (интенсивный солнечный свет) с предложенной электрохимической системой также демонстрируется обнаружением in vivo в реальном времени.

Материалы и методы

Химические вещества

Диметилформамид (ДМФ), трихлоруксусная кислота (TCA), пероксидаза хрена (HRP) (тип VI, ≥250 единиц / мг), каталаза (из бычьей печени, 2000–5000 единиц / мг) , 4-аминоантипирин (4-AP), фенол, оксид графена (GO), активированный уголь, агаровый порошок, хлорид калия, нитрат серебра, гексахлороплатинат (IV) калия, тригидрат хлорида золота (III), ацетон, 2-изопропанол, этанол , и другие химические вещества были закуплены у Sigma-Aldrich (St.Луи, США). Все реактивы были аналитической чистоты. Получены Mn (III) мезо -тетра (N-метил-4-пиридил) порфинпентахлорид (MnTMPyP) и Mn (III) мезо -тетра (4-пиридил) порфинхлорид (MnTPyP) (> 95%). от Frontiers Scientific Inc. Растворы фосфатного буфера (PB) (0,1 М, pH 7,4) получали из гидрофосфата динатрия и дигидрофосфата натрия. PH растворов контролировали с помощью pH-метра 765 (Knick GmbH). Все растворы готовили с использованием системы очистки воды Milli-Q (Merk KGaA, Германия).

Методы и аппаратура

Использовались электроды двух типов: тонкопленочные золотые электроды и электроды AuND, изготовленные DENA.

Тонкопленочные золотые электроды (Si / SiO ₂ 1 мкм / Ti 10 нм / Au 400 нм, 11 мм × 11 мм) были приготовлены с использованием парофазного осаждения на системе Balzers (Pfeiffer) PLS 500 для тонких пленок. осаждения в чистом помещении ISO 5 и очистить, как описано в (Liu et al., 2015). Поверхность тонкопленочных золотых электродов, экспонированных в электрохимической ячейке для контакта с раствором электролита, составляла 0.196 см ² .

Для DENA чипы Si / SiO ₂ 1 мкм (13 мм × 13 мм) с тонкопленочными ростовыми электродами, контактными линиями и контактными площадками из Ti 10 нм / Au 100 нм были приготовлены в соответствии с ISO 5. чистое помещение, как описано в предыдущих работах (Николаев и др., 2018а; Николаев и др., 2018б). Конструкция микросхемы показана на рисунках 1A, B. Вкратце, пластина n-Si (111), легированная бором, была окислена для получения слоя диоксида кремния толщиной 1 мкм с использованием печи окисления Tempress. Эта пластина Si / SiO ₂ в дальнейшем использовалась в качестве носителя для нанесения схемы ростового микроэлектрода с помощью процессов фотолитографии и подъема.После дегидратации при 180 ° C в течение 20 минут пластина Si / SiO ₂ была покрыта фоторезистом LOR 3B для получения слоя 5 мкм, запечена в течение 5 минут, а затем покрыта фоторезистом AZ nLOF 2020 для получения слой 2 мкм. Пакет фоторезиста использовался для лучшего контроля геометрии ростовых микроэлектродов и контактных линий. Вафля с покрытием была предварительно запечена на горячей плите при 115 ° C в течение 90 с. Пластина Si / SiO ₂ с фоторезистом экспонировалась при мощности 325 Вт с использованием маски для фотолитографии в Mask Süss MA-6 (лампа на парах ртути 350 Вт).Время выдержки было оптимизировано до 1,4 с. После экспонирования пластина подвергалась постэкспозиционному отжигу при 115 ° C в течение 90 с и проявлялась в AZ® 326 (MIF, 2,38% TMAH в H ₂ O) в течение 1 минуты для получения структурированных слоев фоторезиста для последующей металлизации и лифтинга. вне процессов. Ti (10 нм) и Au (100 нм) были нанесены на пластину Si / SiO ₂ с предварительно структурированным фоторезистом с использованием электронно-лучевого испарения. После металлизации пластина снималась ацетоном и очищалась в изопропаноле и дистиллированной воде.

РИСУНОК 1 . Конструкция микросхемы (без масштабирования) (A) и изображение оптической микроскопии (B) электрохимической системы с зоной роста электрода AuND (обведено красным), белые стрелки показывают примеры положений роста AuND. Примеры электродов AuND после изоляции (C, D) . Межэлектродный зазор между ростовыми электродами составляет 50 мкм.

Электрохимический синтез in situ электродов AuND на этих чипах с помощью DENA и их последующее выделение, рисунки 1C, D подробно описаны (Николаев и др., 2017; Николаев и др., 2018б). Вкратце, электроды для выращивания, полученные, как описано выше, были подключены попарно к высокочастотному генератору (Agilent TrueformSeries Waveform Generator, серия 33600, высокочастотная модель) постоянного и переменного напряжения. Один из электродов служил источником напряжения, а другой – электродом стока, рис. 1B. Высокочастотное переменное напряжение генерировалось как прямоугольный шаг частоты с частотой 45 МГц. Применяемое переменное напряжение обычно составляло 18.5 В и постоянное напряжение +1 В. Нанопроволоки были синтезированы с использованием 5 мкл водного раствора HAuCl ₄ ⋅3H ₂ О. Ростовые электроды и контактные линии были изолированы полиимидным полимером с помощью процесса фотолитографии, рис. 1С, Д. После фотолитографии только каналы с электродами из нанодендритов, выращенных DENA, были открыты для контакта с растворами электролита, а контактные площадки были открыты для контакта с внешней схемой. Контактные площадки электродов были соединены проводами с использованием токопроводящей серебряной эпоксидной смолы (EPO-TEK h30E, Epoxy Technology, Inc.). Наконец, чипы изолировали с помощью эпоксидного клея (UHU GmbH, Германия) или EPO-TEK 302-3M (Epoxy Technology, Inc.). Для измерений и модификации электродов в растворах электролитов к чипам приспособили стеклянное кольцо (радиус 8 мм), оставляя контактные площадки вне кольца.

Электрохимическое восстановление и осаждение оксида графена (1 мг / мл ^-1 ) на золотых электродах проводили в 0,1 М растворах LiClO ₄ с pH 3,6, регулируемым HClO ₄ .Осаждение проводили в деаэрированных растворах в течение 6 мин. Комплексы порфиринов Mn (III) адсорбировались из порфиринов 8 × 10 ^–5 M в ДМФА. Модификации электродов из золотого нанодендрита (AuND) для изготовления противодендритного Pt-нанодендритного электрода и электрода сравнения Ag / AgCl на чипе проводились путем приложения соответствующих восстановительных или окислительных потенциалов к электродам AuND в растворах 0,01 MK ₂ [PtCl ₆ ] в 0,01 М HClO ₄ (-2 В относительно Pt проволоки), 0.02 M AgNO ₃ в 0,01 M HNO ₃ (−1 В относительно провода Ag) и 0,01 M KCl (1 В относительно провода Pt) с использованием источника питания TDK-Lambda (TDK-Lambda Germany GmbH).

Электрохимические измерения и осаждение GO проводили с использованием трехэлектродной ячейки, управляемой программой Autolab PGSTAT (Metrohm, Нидерланды) и программой Nova 2.1. Спиральный электрод из платиновой проволоки и электрод сравнения с двойным переходом Ag / AgCl (Metrohm, Швейцария) использовались в качестве противоэлектрода и электрода сравнения соответственно.При необходимости растворы деаэрировали аргоном.

Электроактивное покрытие поверхности комплексом MnP на электродах определяли по формуле (Копосова и др., 2013): Γ = Α / nFAυ, где Γ – покрытие поверхности порфириновым комплексом на поверхности электрода, A – площадь пика окислительно-восстановительного тока, A – площадь поверхности электрода, F – постоянная Фарадея, n – количество перенесенных электронов ( n = 1), а υ – скорость сканирования.Площадь поверхности электродов AuND определялась, как описано в (Николаев и др., 2015), с использованием циклических вольтамперограмм в диапазоне потенциалов 0–1,5 В и формулы Γ = A / (ν⋅482 мкКл см ⁻² ), где Γ – электроактивная площадь, ν – скорость сканирования, а 482 мкКл / см ⁻² – плотность заряда на единицу площади для реакции электрохимического восстановления монослоя хемосорбированного кислорода на поликристаллическом золоте, а Α – катодный площадь пика на циклических вольтамперограммах.

Имитатор солнечного света с ксеноновой дуговой лампой мощностью 150 Вт, воздушным фильтром AM 1.5, и для экспериментов использовался фильтр видимого света 390–650 нм (Oriel Instruments). Устройство может работать при различной интенсивности света, определяемой рабочей мощностью лампы 150 и 95 Вт. Интенсивность света при 95 Вт соответствует 1000 Вт · м ^-2 , как измерено фотодетектором (компактная матрица CAS140CT-154- модель спектрометра UV − vis − NIR, Instrument Systems).

Спектрофотометрические измерения проводились с использованием спектрометра PerkinElmer Lambda 900 и кварцевых кювет с длиной оптического пути 0.5 см. Сканирующую электронную микроскопию (SEM) и анализ электродов методом энергодисперсионной рентгеновской спектроскопии (EDX) проводили с использованием системы Magellan XHR SEM, оснащенной детектором EDX.

Определение перекиси водорода в тканях растений и

Анализ перекиси водорода в растительных материалах был проведен с использованием вырезанного листового диска после подготовки образца, а также in vivo мониторинг перекиси водорода в листьях растений с использованием разработанной сенсорной системы.В первом случае диски листьев (2,5 г) вырезали и сразу замораживали в жидком азоте на 3–4 мин. Замороженный растительный материал растирали в ступке вместе с холодной 5% TCA (8 мл, 4 ° C) и активированным углем (0,5 г) на льду. Смесь центрифугировали (10000 g в течение 20 мин при 4 ° C) и супернатант немедленно фильтровали (0,45 мкм, Millipore) с использованием холодного шприца и колбы для сбора. Фильтрат доводили до pH 7,4 с помощью 2 М КОН и отмечали степень разбавления. Раствор снова фильтровали для удаления небольшого количества белого осадка, который образовался после нейтрализации (вероятно, оксалата кальция) (Patterson et al., 1984). Заготовки готовили путем удаления перекиси водорода из нейтрализованных образцов с помощью каталазы (1 мкг мл ^-1 , 10 мин) с последующим добавлением колориметрического агента через 10 мин. Для всех образцов растений было использовано одинаковое время подготовки образцов.

Было использовано колориметрическое обнаружение на основе метода Триндера, в котором 4-АР и фенол используются в качестве донорного субстрата для восстановления пероксида водорода в присутствии пероксидазы в соответствии со следующей реакционной схемой (Frew et al., 1983; Varadaraju et al., 2018):

Полученный продукт, окрашенный хинонимином, имеет максимум поглощения при 505 нм.

Раствор колориметического реагента (10 мл) содержал 10 мг 4-AP, 15 мг фенола, 1,25 мг HRP и 1 мл 0,1 M PB. Аликвоту раствора образца объемом 1 мл смешивали с 0,9 мл колориметрического реагента и сканировали оптическую плотность в диапазоне длин волн 520–490 нм через 12 мин при комнатной температуре. Метод стандартных добавок также использовался для количественной оценки концентрации перекиси водорода в растительных образцах.При использовании метода стандартных добавок в образцы растений добавляли известное количество перекиси водорода. Данные были проанализированы статистически с использованием t-критерия Стьюдента.

Для экспериментов in vivo с поверхностью среза листа растения тонкий слой агарозного геля наносили на края изолированных чипов без стеклянного кольца для облегчения контакта между чипом и листом растения. Гель был приготовлен путем смешивания 0,1% порошка агара масс. / Об. С 0,1 М PBS (pH 7.4) при 90 ° С. Тонкий верхний слой листа срезали скальпелем. Каплю 30 мкл раствора электролита (0,1 M PB с 0,05 M KCl) наносили на область электрода чипа для улучшения контакта с поверхностью среза листа. Амперометрические измерения проводили непосредственно после контакта чипа с поверхностью среза листа, после освещения устройством солнечного освещения при 95 Вт в течение 30 мин и после добавления каталазы, 5 мкл прибл. 1 мкг мл ^-1 .

Результаты и обсуждение

Модификация золотых электродов комплексом ErGO и MnP

Предварительные эксперименты показали, что метод прямой адсорбции MnTMPyP и MnTPyP на тонкопленочных золотых электродах неэффективен для изготовления сенсоров пероксида водорода поскольку эти порфирины недостаточно адсорбируются на голой поверхности золотого электрода, дополнительный рисунок S1.Циклическая вольтамперограмма тонкопленочного золотого электрода после адсорбции комплекса MnTMPyP не выявила окислительно-восстановительных процессов порфиринового комплекса, как это в качестве примера показано на дополнительном рисунке S1. В последнее время электрохимическое осаждение электрохимически восстановленного оксида графена (ErGO) на электроды из углеродного волокна (Bai et al., 2016) и из нержавеющей стали (Farajikhah et al., 2019) было использовано для создания интерфейса для электрохимических сенсоров. Комплексы металлопорфиринов хорошо взаимодействуют и адсорбируются на углеродистых материалах и GCE.На рис. 2А показано СЭМ-изображение поверхности тонкопленочного золотого электрода, модифицированного с помощью ErGO. Кроме того, циклическая вольтамперометрия показывает более высокую емкость тонкопленочного золотого электрода, модифицированного ErGO, по сравнению с голым золотым электродом, рис. 2В. Кроме того, на рисунках 3A, B показаны XPS-спектры C1s GO и электрохимически восстановленного ErGO на тонкопленочных золотых электродах соответственно. Можно видеть, что после электрохимического восстановления, рис. 3B, пики, связанные с C-C (285.0 эВ) стали преобладающими, в то время как пики, связанные с окисленными видами углерода, C-O (286,6 эВ), C = O (287,6 эВ) и O-C = O (289,1 эВ), были значительно ослаблены. Этот результат показывает, что кислородсодержащие функциональные группы были эффективно восстановлены во время электрохимического восстановления, и согласуется с предыдущими исследованиями (Bai et al., 2015).

РИСУНОК 2 . СЭМ-изображение тонкопленочного золотого электрода с электрохимически восстановленным оксидом графена (A) . Циклические вольтамперограммы голого золотого электрода (красная линия) и золотого электрода, модифицированного электрохимически восстановленным оксидом графена (черная линия) в 0.1 M PB, скорость сканирования 0,05 Vs ^-1 , деаэрированные растворы (B) .

РИСУНОК 3 . XPS-спектры GO (A) и ERGO (B) .

Сравнение рисунка 4 и дополнительного рисунка S1 показывает, что комплекс MnTMPyP намного лучше адсорбируется на поверхности электрода, модифицированной с помощью ErGO, чем на голой поверхности золота . В первом случае наблюдаются четко различимые окислительно-восстановительные токи иммобилизованного порфиринового комплекса, рис. 4А.В деоксигенированных растворах циклические вольтамперограммы выявляют электрохимическое восстановление E _p ^{Mn (III) / (II)} = -0,329 В и окисление E _p ^{Mn (II) / Mn (III)} = −0,258 В, ΔE = 0,71 В (при скорости сканирования 0,005 В с ⁻¹ ) центрального иона металла в координационном центре металлопорфирина, который необходим для электрокаталитического превращения H ₂ O ₂ в последующих экспериментах (Peng et al., 2020). Примерно E _p ^{L, красный.} = -0,760 В, происходит необратимое электрохимическое восстановление порфиринового лиганда, рис. 4А. Значения окислительно-восстановительного потенциала Mn (III) / (II) и разделения пиков немного отличаются от значений окислительно-восстановительного потенциала того же порфиринового комплекса в растворах или адсорбированных на GCE, в то время как E _p ^{L, красный.} близко к соответствующему значению в решении (Mourzina and Offenhäusser 2020). Это можно объяснить изменением ориентации и окружения центрального иона металла за счет адсорбции, при этом функциональные группы поверхности электрода могут брать на себя роль аксиальных лигандов.Зависимости токов пиков восстановления и окисления от скорости сканирования подтверждают адсорбционные свойства, рис. 4В.

РИСУНОК 4 . CV адсорбированного комплекса MnTMPyP на тонкопленочном электроде Au / ErGO, зарегистрированные в деаэрированном 0,1 M PB, pH 7,4, скорость сканирования от 0,005 Vs ^-1 до 0,1 Vs ^-1 (A) . Зависимости пиковых токов Mn (III / II) от скорости сканирования, окисление R ² = 0,9964 и восстановление ² = 0.9965 (Б) .

Однако метод иммобилизации, использованный в этом исследовании, не привел к иммобилизации другого комплекса, MnTPyP, на интерфейсе ErGO, дополнительный рисунок S2, практически без чувствительности к пероксиду водорода в исследованном диапазоне концентраций. Возможно, что положительно заряженные N-метил-4-пиридильные группы комплекса MnTMPyP взаимодействуют с некоторыми отрицательно заряженными кислородсодержащими группами ErGO, что способствует лучшей адсорбции комплекса MnTMPyP по сравнению с MnTPyP.Таким образом, MnTPyP больше не использовался для разработки электрохимической системы в этом исследовании.

Электроактивное покрытие поверхности комплекса MnTMPyP на электродах Au / ErGO было найдено, как описано в экспериментальной части, и составило (2,4 ± 0,6) 10 ^–10 моль см ^–2 . Это значение примерно в 10 раз выше, чем на GCE и других поверхностях (Peng et al., 2020), что можно объяснить увеличением эффективной площади поверхности электрода за счет наноматериала ErGO.Константа гетерогенного переноса электрона Mn (III) / (II), определенная методом Лавирона (Laviron, 1979), составила (0,3 ± 0,08) с ^-1 . Кроме того, в отличие от адсорбции на GCE (Peng et al., 2020), MnTMPyP более стабилен на ErGO. Таким образом, электрохимическое осаждение GO на золотые электроды можно использовать для создания интерфейса ErGO для последующего осаждения больших количеств электроактивного комплекса MnTMPyP на модифицированные поверхности. Этот метод был использован в дальнейшем для модификации электродов AuND для подготовки рабочих электродов для электрохимической системы.

Сенсорная система с электрохимической сборкой на кристалле

В системе электрохимических сенсоров на кристалле трехэлектродная система состояла из электрода сравнения Ag / AgCl, противоэлектрода Pt и рабочего электрода ErGO / MnTMPyP, которые были подготовлены на электродной платформе AuND, собранной из ДЭНА, путем электрохимического осаждения, как описано в экспериментальной части. На рисунках 5A – F показаны изображения СЭМ и спектры EDX трех электродов встроенной системы электрохимического датчика.EDX-анализ подтвердил состав модифицированных нанодендритных электродов.

РИСУНОК 5 . СЭМ-изображения и EDX-спектры электрода сравнения Ag / AgCl (A, B) , противоэлектрода Pt (C, D) , электрохимически нанесенного на электроды Au-ND, и рабочего электрода ErGO / MnTMPyP (E, F ) встроенной электрохимической системы на основе Au-ND электродов.

Кроме того, на рис. 6А показаны циклические вольтамперограммы комплекса MnTMPyP, адсорбированного на электродах AuND / ErGO в дезоксигенированных растворах.Ограничение поверхности MnP подтверждается линейной зависимостью токов пиков окислительно-восстановительного потенциала от скорости сканирования, рис. 6В. Циклические вольтамперограммы показывают электрохимическое восстановление при E _p ^{Mn (III) / (II)} = -0,332 В и окисление E _p ^{Mn (II) / Mn (III)} = -0,255 В, ΔE = 0,77 В (при скорости сканирования 0,005 В с ^-1 ) центрального иона металла в координационном центре металлопорфирина. Эти значения аналогичны окислительно-восстановительным потенциалам MnTMPyP на тонкопленочных электродах Au / ErGO, в то время как константа гетерогенного переноса электронов Mn (III) / (II), определенная методом Лавирона, имеет более низкое значение (0.09 ± 0,02) с ⁻¹ . Площадь поверхности электрода AuND и электроактивное покрытие поверхности комплекса MnTMPyP на электродах AuND / ErGO определяли, как описано в экспериментальном разделе, а электроактивное покрытие поверхности MnTMPyP составило (1,7 ± 0,5) 10 ^–10 моль · см. ^-2 , что аналогично покрытию электроактивной поверхности, обнаруженному для тонкопленочных электродов, описанных выше.

РИСУНОК 6 . ЦВА адсорбированного комплекса MnTMPyP на электроде AuND / ErGO, записанные в деаэрированном 0.1 M PB, pH 7,4, скорость сканирования от 0,005 VS ^-1 до 0,1 Vs ^-1 , вставка показывает восстановление порфиринового лиганда (A) . Зависимости токов окислительно-восстановительных пиков Mn (III / II) от скорости сканирования, окисление R ² = 0,9969 и восстановление ² = 0,9952 (B) .

На рис. 7 показан отклик сенсора и калибровочная кривая сенсорной системы AuND / ErGO / MnTMPyP в растворах с различными концентрациями перекиси водорода.Для сравнения на дополнительном рисунке S3 показан отклик тонкопленочного макроэлектрода Au / ErGO без комплекса MnP в аналогичных условиях. Тонкопленочный макроэлектрод Au / ErGO без комплекса MnP, дополнительный рисунок S3, практически не проявляет чувствительности к перекиси водорода, что подчеркивает важность комплекса MnTMPyP для чувствительности системы к перекиси водорода.

РИСУНОК 7 . Циклические вольтамперограммы электрохимической системы AuND / ErGO / MnTMPyP с 0 M (штриховая линия) и 1.2 мМ (сплошная линия) H ₂ O ₂ (A) . Зависимость тока от концентрации перекиси водорода при -0,45 В для AuND / ErGO / MnTMPyP (B) . Другие условия: 0,1 M PBS, pH 7,4, скорость сканирования 0,05 Vs ^-1 , измерения проводили в условиях окружающей среды.

Сравнивая рисунки 6A, 7A, а также дополнительный рисунок S4, можно видеть, что в присутствии кислорода и пероксида водорода процессы электрохимического восстановления и окисления центрального иона металла, Mn ^{II / III} P, не наблюдались, в то время как катодный ток увеличился.Электрокаталитическое восстановление кислорода и перекиси водорода начинается при потенциале, близком к потенциалу окислительно-восстановительной пары Mn (II / III). Соответственно, электрохимически образованные восстановленные металлом формы Mn (II) TMPyP участвуют в реакции с окислителями кислорода и пероксида водорода и регенерируются за счет окислительно-восстановительного цикла электрокатализатора в соответствии с рядом предложенных механизмов (Baglia et al., 2017; Mourzina и Offenhäusser 2020). Более того, ранее мы обнаружили, что для электрокатализатора MnTMPyP в растворе токи электрокаталитического восстановления были выше в присутствии кислорода, чем в деаэрированных условиях для того же диапазона концентраций пероксида водорода (Mourzina and Offenhäusser 2020), дополнительный рисунок S4.Такое поведение можно объяснить рядом параллельных процессов с участием супероксид-анион-радикала, образующегося при восстановлении кислорода (Mourzina and Offenhäusser, 2020), таких как, например, содействие разрыву связи OO пероксида водорода, аксиально лигированного с восстановленным Mn. (II) порфириновый комплекс, так что из-за синергии электрокаталитического эффекта комплекса MnTMPyP и кислорода более высокие токи восстановления и более высокая чувствительность к перекиси водорода наблюдаются в условиях окружающей среды. Точно так же мы обнаружили, что в случае иммобилизованного MnTMPyP токи электрокаталитического восстановления и чувствительность к перекиси водорода были выше в условиях окружающей среды (в присутствии кислорода) (Peng et al., 2020), что аналогично экспериментам с комплексом MnTMPyP в растворах. Таким образом, реакция сенсора на основе окислительно-восстановительного цикла MnTMPyP может быть описана схемой 2, хотя другие процессы, упомянутые выше, могут способствовать отклику сенсора, что требует дальнейших исследований. Предполагается, что реакция протекает через металл-оксо-интермедиаты, аналогичные порфиринам железа (Baglia et al., 2017).

СХЕМА 1 . Схема электрокаталитического восстановления пероксида водорода на электроде, модифицированном комплексом MnTMPyP.

Отклик сенсорной системы AuND / ErGO / MnTMPyP при потенциале обнаружения -0,45 В, рис. 7В, можно аппроксимировать двумя линейными интервалами: 3,4⋅10 ^–7 M — 1,5⋅10 ^–5 M с чувствительность 0,384 AM ⁻¹ см ⁻² , найденная из уравнения линейной регрессии с R ² = 0,79996 и 1,5⋅10 ^–5 M — 8⋅10 ^–5 M с чувствительностью 0,07 AM ⁻¹ см ⁻² , найденный из уравнения линейной регрессии с R ² = 0.9157. Предел обнаружения был определен как 3,3⋅S / b, где b – наклон калибровочной кривой в диапазоне низких концентраций, а S – стандартное отклонение измерений холостого образца (Гармонизированное трехстороннее руководство ICH, 2015 г.), и было всего (3,2 ± 0,3) ⋅10 ^–7 MH ₂ O ₂ . Важно, чтобы обнаружение низких концентраций перекиси водорода при отрицательном потенциале можно было проводить в присутствии кислорода (Mourzina and Offenhäusser 2020), в то время как некоторые известные электрохимические датчики могут использоваться только в деоксигенированных растворах.

Определение перекиси водорода в тканях растений спектрофотометрическими и электрохимическими методами

Подготовка проб для анализа перекиси водорода в тканях растений представляет собой серьезную проблему из-за разложения перекиси водорода и восстановления перекиси водорода компонентами пробы. Более того, содержание перекиси водорода в растительном материале колеблется в разное время дня (Cheeseman 2006) в зависимости от вырезанной части листа и многих других факторов.Протоколы экстракции и методы анализа перекиси водорода в растительном материале еще полностью не разработаны (Alexieva et al., 2001; Cheeseman 2006; Veljovic-Jovanovic et al., 2002). Более того, живые ткани растений содержат высокую активность каталаз и пероксидаз, которые необходимо инактивировать перед извлечением перекиси водорода. Было показано, что клетки растений могут полностью метаболизировать до 10 мМ H ₂ O ₂ менее чем за 10 минут (Cheeseman 2006). Поэтому замораживание образцов жидким азотом с последующей обработкой TCA часто используется во многих методах подготовки образцов, потому что TCA является отличным осадителем белка и дезактивирует ферменты, которые в противном случае разрушают перекись водорода во время подготовки образца.Активированный уголь также используется для удаления окрашенных каротиноидов и других растительных пигментов, фенольных соединений, феофитина , и аскорбиновой кислоты, которая является восстановителем перекиси водорода. В этом исследовании мы использовали протоколы для определения перекиси водорода в растительном материале, описанные в (Kreslavskii et al., 2011; Patterson et al., 1984; Zhou et al., 2006), и спектрофотометрическое количественное определение на основе метода Триндера, рис. 8A. , или измерения электрохимическим датчиком, рис. 8В, как описано в экспериментальной части таблицы 1.Чтобы подтвердить результаты, полученные с помощью системы AuND / ErGO / MnTMPyP, мы дополнительно использовали электрохимическое количественное определение с использованием макросенсоров GCE / MnTMPyP, описанных в (Peng et al., 2020), дополнительном рисунке S5 и таблице 1. В таблице 1 сравниваются результаты анализа. растительного материала с помощью спектрофотометрического и электрохимического количественного определения. Результаты обоих методов сопоставимы с содержанием перекиси водорода, сообщенным другими авторами (Ranieri et al., 2003; Agüera et al., 2010; Si et al., 2018).

РИСУНОК 8 . График калибровки реакции, связанной с пероксидазой, согласно схеме реакции (1) в 0,06 M PB, pH 7,4, R ² = 0,9998, где R ² – коэффициент детерминации линейной регрессии. На вставке представлены спектры поглощения хинониминового продукта колориметрической реакции 2,4⋅10 ^–5 M H ₂ O ₂ в PB (синяя линия) и экстрактов листьев растений (подсолнечник, Helianthus annuus L., – оранжевая линия и Kalanchoe Blossfeldiana – зеленая линия) (A) . Электрохимические измерения с электрохимической системой AuND / ErGO / MnTMPyP в экстрактах растений пшеницы (пунктирная красная линия) с добавками перекиси водорода (зеленая и синяя линии) (B) .

ТАБЛИЦА 1 . Анализ содержания перекиси водорода в листьях различных видов растений с помощью спектрофотометрического и электрохимического количественного определения ( p = 0,95, n = 5).

На рисунке 9 показан амперометрический мониторинг in vivo в реальном времени за токами восстановления пероксида водорода на поверхности среза листа подсолнечник с помощью электрохимической системы до и после освещения солнцем в течение 30 мин. Повышенный ток восстановления указывает на образование перекиси водорода, в то время как добавление каталазы приводит к уменьшению тока восстановления из-за индуцированного разложения H ₂ O ₂ .

РИСУНОК 9 . Возможность мониторинга in vivo в реальном времени тока восстановления перекиси водорода на поверхности среза листьев подсолнечника с использованием системы электрохимических датчиков: фактическое изображение чипа в сравнении с подсолнечником (A) , площадь датчика система с электродами и отверстиями (кружок и каналы) для контакта с жидкой средой (вставка отображает электрод в открытом канале) (B) , пример расположения электрохимической системы с амперометрическим откликом до облучения светом, после облучение светом и добавление каталазы (на вставках показаны фрагменты электрохимической системы и амперометрические измерения) (C, D) .

Заключение

В этом исследовании мы продемонстрировали метод направленной электрохимической сборки нанопроволоки сенсорной системы для определения пероксида водорода. Было показано, что электрохимическое восстановление и осаждение оксида графена на поверхности золотого электрода обеспечивает эффективный сенсорный интерфейс для адсорбции биомиметического электрокаталитического сенсорного материала, Mn (III) мезо -тетра (N-метил-4-пиридил). порфириновый комплекс с покрытием поверхности до 10 ^–10 моль см ^–2 .Электрохимическая сенсорная система характеризуется низким пределом обнаружения (0,3 мкм H ₂ O ₂ ) в присутствии кислорода. Новая сенсорная система была успешно применена для электрохимического определения перекиси водорода в листьях растений и in vivo для мониторинга динамики перекиси водорода в реальном времени как признака абиотического стресса (интенсивный солнечный свет). Результаты хорошо согласуются с результатами биохимического анализа, в котором спектрофотометрическое детектирование основано на методе Триндера.Новая платформа электрохимических датчиков может помочь в изучении механизмов реакции растений на стрессовые факторы, а также в понимании сложной сигнальной сети растений с АФК. Мы ожидаем, что этот метод может быть расширен для синтеза и интеграции мультисенсорных матриц в аналитические микросистемы и устройства для определения других аналитов и биомаркеров.

Заявление о доступности данных

Исходные материалы, представленные в исследовании, включены в статью / дополнительные материалы, дальнейшие запросы можно направить соответствующему автору.

Вклад авторов

YM внес существенный вклад в концепцию, дизайн, сбор, анализ и интерпретацию данных и участвовал в написании статьи. YE внес существенный вклад в концепцию, анализ и интерпретацию данных и участвовал в написании статьи. АО внесла существенный вклад в концепцию, анализ и интерпретацию данных и участвовала в написании статьи. Все авторы дали окончательное одобрение представленной рукописи.

Финансирование

YE поддержано Российским научным фондом, исследовательский грант № 20-13-00143. Плата за публикацию в открытом доступе взимается Forschungszentrum Jülich

Конфликт интересов

Авторы заявляют, что исследование проводилось в отсутствие каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могли бы быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.

Благодарности

Авторы выражают благодарность Российскому научному фонду за исследовательский грант № 20-13-00143.Они также хотели бы поблагодарить д-ра К. Николаева, Э. Браувайлер-Рейтер, М. Промперс, д-ра Э. Ноймана и С. Бунте за поддержку процесса фотолитографии и структурного анализа, д-ра А. Бесмен и д-ра А. Х. Хартманну за анализ XPS.

Дополнительные материалы

Дополнительные материалы к этой статье можно найти в Интернете по адресу: https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fchem.2021.641674/full#supplementary-material.

Ссылки

Agüera, E., Cabello, P., и де ла Хаба, П. (2010). Индукция старения листьев у растений подсолнечника (Helianthus annuus) при низком азотном питании. Physiol. Завод 138, 256–267. DOI: 10.1111 / j.1399-3054.2009.01336.x

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Алексиева В., Сергиев И., Мапелли С. и Каранов Е. (2001). Влияние засухи и ультрафиолетового излучения на маркеры роста и стресса у гороха и пшеницы. Plant Cell Environ. 24, 1337–1344. DOI: 10.1046 / j.1365-3040.2001.00778.x

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Баглиа, Р. А., Сарагоса, Дж. П. Т. и Голдберг, Д. П. (2017). Биомиметическая реакционная способность кислородсодержащих порфириноидных комплексов марганца и железа. Chem. Ред. 117, 13320–13352. doi: 10.1021 / acs.chemrev.7b00180

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Бай, Дж., Ци, П., Дин, X. и Чжан, Х. (2016). Углеродное волокно с графеновым композитным покрытием: электрохимический синтез и применение в электрохимическом зондировании. RSC Adv. 6, 11250–11255. doi: 10.1039 / C5RA26620C

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Bai, J., Wu, L., Wang, X., and Zhang, H.-M. (2015). Микроэлектрод из углеродного волокна, модифицированный гемоглобином и графеном, для прямой электрохимии и электрохимического определения содержания h3O2. Electrochimica Acta 185, 142–147. doi: 10.1016 / j.electacta.2015.10.100

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Batinić-Haberle, I., Rebouças, J. S., and Spasojević, I. (2010).Имитаторы супероксиддисмутазы: химия, фармакология и терапевтический потенциал. Антиоксид. Редокс-сигнал 13, 877–918. DOI: 10.1089 / ars.2009.2876

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Calas-Blanchard, C., Catanante, G., and Noguer, T. (2014). Электрохимический сенсор и биосенсорные стратегии для обнаружения ROS / RNS в биологических системах. Электроанализ 26, 1277–1286. doi: 10.1002 / elan.201400083

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Chen, X., Ву Г., Цай З., Ояма М. и Чен X. (2014). Достижения в области электрохимических сенсоров без ферментов для перекиси водорода, глюкозы и мочевой кислоты. Microchim Acta 181, 689–705. doi: 10.1007 / s00604-013-1098-0

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Chirizzi, D., Guascito, M. R., Filippo, E., and Tepore, A. (2016). Новый неферментативный амперометрический датчик перекиси водорода на основе нанопроволок CuO @ Cu2O, встроенных в поливиниловый спирт. Таланта 147, 124–131.doi: 10.1016 / j.talanta.2015.09.038

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Coppedè, N., Janni, M., Bettelli, M., Maida, C.L., Gentile, F., Villani, M., et al. (2017). Биосенсорный биомиметический электрохимический транзистор in vivo , применяемый в растениеводстве и точном земледелии. Sci. Rep. 7, 16195. doi: 10.1038 / s41598-017-16217-4

PubMed Реферат | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Дэвис, Дж. А. (2009). Разработка биоэлектронного интерфейса: приложение для биочувствительности аналитов и обнаружения белков . Кембридж, Великобритания: RSC Publishing.

Дхара, К., и Махапатра, Д. Р. (2019). Последние достижения в области электрохимических неферментативных сенсоров перекиси водорода на основе наноматериалов: обзор. J. Mater. Sci. 54, 12319–12357. doi: 10.1007 / s10853-019-03750-y

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Farajikhah, S., Innis, P.C., Paull, B., Wallace, G.G., и Harris, A.Р. (2019). Простая разработка электрода на волоконной основе для высокоселективного и чувствительного обнаружения дофамина. ACS Sens 4, 2599–2604. doi: 10.1021 / acssensors.9b01583

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Frew, J. E., Jones, P., and Scholes, G. (1983). Спектрофотометрическое определение перекиси водорода и органических гидрофероксидов при низких концентрациях в водном растворе. Analytica Chim. Acta 155, 139–150. doi: 10.1016 / s0003-2670 (00) 85587-7

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Гао, Л., Zhuang, J., Nie, L., Zhang, J., Zhang, Y., Gu, N., et al. (2007). Внутренняя пероксидазоподобная активность ферромагнитных наночастиц. Nat. Нанотехнология 2, 577–583. doi: 10.1038 / nnano.2007.260

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Gerlache, M., Senturk, Z., Quarin, G., and Kauffmann, J.-M. (1997). Электрохимическое поведение h3O2 на золоте. Электроанализ 9, 1088–1092. doi: 10.1002 / elan.11400

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Guascito, M.Р., Чирицци, Д., Малитеста, К., Сицилиано, Т., и Тепоре, А. (2013). Оксидные нанопроволоки как современные материалы для амперометрического неферментативного определения перекиси водорода. Таланта 115, 863–869. doi: 10.1016 / j.talanta.2013.06.032

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Guascito, M. R., Filippo, E., Malitesta, C., Manno, D., Serra, A., and Turco, A. (2008). Новый амперометрический наноструктурированный сенсор для аналитического определения перекиси водорода. Biosens. Биоэлектрон. 24, 1063–1069. doi: 10.1016 / j.bios.2008.07.048

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Guivar, J. A., Fernandes, E. G., and Zucolotto, V. (2015). Биомиметическая система пероксидазы на основе наночастиц Fe3O4 в неферментативных сенсорах. Таланта 141, 307–314. doi: 10.1016 / j.talanta.2015.03.017

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Huang, Y., Ren, J., and Qu, X. (2019). Нанозимы: классификация, каталитические механизмы, регуляция активности и применение. Chem. Ред. 119, 4357–4412. doi: 10.1021 / acs.chemrev.8b00672

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Huang, Y., Ferhan, A. R., Dandapat, A., Yoon, C. S., Song, J. E., Cho, E. C., et al. (2015). Стратегия формирования супра-наночастиц золото-палладий из золотых наночастиц различной формы и их применение для высокоэффективного зондирования h3O2. J. Phys. Chem. C 119, 26164–26170. doi: 10.1021 / acs.jpcc.5b08423

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Jiang, B., Duan, D., Gao, L., Zhou, M., Fan, K., Tang, Y., et al. (2018). Стандартизованные анализы для определения каталитической активности и кинетики пероксидазоподобных нанозимов. Nat. Protoc. 13, 1506–1520. doi: 10.1038 / s41596-018-0001-1

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Джонстон Д. А., Кардози М. Ф. и Воган Д. Х. (1995). Электрохимия перекиси водорода на композитных электродах из напыленного золота и палладия. Производство и электрохимическая характеристика. Электроанализ 7, 520–526. doi: 10.1002 / elan.1140070603

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Карякин А.А. (2001). Берлинская лазурь и ее аналоги: электрохимия и аналитические приложения. Электроанализ 13, 813–819. doi: 10.1002 / 1521-4109 (200106) 13:10 <813 :: Aid-elan813> 3.0.Co; 2-z

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Katsounaros, I., Schneider, W. B., Meier, J. C., Benedikt, U., Biedermann, P.U., Auer, A. A., и другие. (2012). Электрохимия перекиси водорода на платине: к пониманию механизма реакции восстановления кислорода. Phys. Chem. Chem. Phys. 14, 7384–7391. doi: 10.1039 / C2CP40616K

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Копосова Э., Лю X., Киснер А., Ермоленко Ю., Шумилова Г., Оффенхауссер А. и др. (2014). Биоэлектрохимические системы с наноструктурами золота, стабилизированными олеиламином, и пероксидазой хрена для сенсора пероксида водорода. Biosens. Биоэлектрон. 57, 54–58. doi: 10.1016 / j.bios.2014.01.034

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Копосова, Э., Киснер, А., Шумилова, Г., Ермоленко, Ю., Оффенхойссер, А., Мурзина, Ю. (2013). Наноструктуры золота, стабилизированные олейламином, для биоэлектронной сборки. Прямая электрохимия цитохрома c. J. Phys. Chem. C 117, 13944–13951. doi: 10.1021 / jp401764p

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Копосова, Э., Шумилова, Г., Ермоленко, Ю., Киснер, А., Оффенхойссер, А., Мурзина, Ю. (2015). Прямая электрохимия cyt c и биочувствительность пероксида водорода на наноструктурах золота, стабилизированных олеиламином и цитратом. Датчики Приводы B: Chem. 207, 1045–1052. doi: 10.1016 / j.snb.2014.07.105

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Креславский, В. Д., Лось, Д. А., Аллахвердиев, С. И., Кузнецов, В. В. (2012). Сигнальная роль активных форм кислорода у растений при стрессе. Русс. J. Plant Physiol. 59, 141–154. doi: 10.1134 / S1021443712020057

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Креславский В. Д., Любимов В. Ю., Котова Л. М., Котов А. А. (2011). Влияние предварительной обработки проростков фасоли хлорхолинхлоридом на устойчивость фотосистемы II к УФ-В излучению, содержание фитогормона и перекиси водорода. Русс. J. Plant Physiol. 58, 324–329. doi: 10.1134 / S1021443711020087

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Лавирон, Э.(1979). Общее выражение вольтамперограммы с линейной разверткой потенциала в случае бездиффузионных электрохимических систем. J. Electroanalytical Chem. Межфазная электрохимия 101, 19–28. doi: 10.1016 / s0022-0728 (79) 80075-3

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Lin, M. S., and Leu, H. J. (2005). Химический сенсор на основе Fe3O4 для катодного определения пероксида водорода. Электроанализ 17, 2068–2073. doi: 10.1002 / elan.200503335

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Линдгрен, А., Рузгас, Т., Гортон, Л., Чёреги, Э., Ардила, Г. Б., Сахаров, И. Ю. и др. (2000). Биосенсоры на основе новых пероксидаз с улучшенными свойствами прямого и опосредованного переноса электронов. Biosens. Биоэлектрон. 15, 491–497. doi: 10.1016 / s0956-5663 (00) 00110-x

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Лю, X., Строппа, Д. Г., Хегген, М., Ермоленко, Ю., Оффенхауссер, А., и Мурзина, Ю. (2015). Электрохимически индуцированное созревание Оствальда в нанокомпозите Au / TiO2. J. Phys. Chem. C 119, 10336–10344. doi: 10.1021 / jp5118322

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Morgan, B., and Dolphin, D. (1987). «Синтез и структура биомиметических порфиринов», в Комплексы металлов с тетрапиррольными лигандами I . Редактор Х. Берлин (Гейдельберг, Германия: Springer Berlin Heidelberg), 115–203.

Google Scholar

Mourzina, Y., and Offenhäusser, A. (2020). Электрохимические свойства и биомиметическая активность водорастворимых мезозамещенных порфириновых комплексов Mn (III) при электрокаталитическом восстановлении пероксида водорода. J. Electroanalytical Chem. 866, 114159. doi: 10.1016 / j.jelechem.2020.11415910.1016 / j.jelechem.2020.114159

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Нил, С. Дж., Десикан, Р., Кларк, А., Херст, Р. Д., и Хэнкок, Дж. Т. (2002). Перекись водорода и оксид азота как сигнальные молекулы у растений. J. Exp. Бот. 53, 1237–1247. doi: 10.1093 / jexbot / 53.372.1237

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Николаев, К., Ермаков, С., Ермоленко Ю., Аверяскина Е., Оффенхойссер А., Мурзина Ю. (2015). Новый биоэлектрохимический интерфейс на основе in situ синтеза наноструктур золота на поверхности электродов и активации поверхности солью Меервейна. биоэлектрохимический сенсор для определения глюкозы. Биоэлектрохимия 105, 34–43. doi: 10.1016 / j.bioelechem.2015.05.004

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Николаев, К. Г., Ермоленко, Ю. Э., Оффенхауссер, А., Ермаков, С.С., Мурзина, Ю.Г. (2018a). Мультисенсорные системы на основе электрохимической сборки нанопроволоки для анализа водных растворов. Фронт. Chem. 6, 256. doi: 10.3389 / fchem.2018.00256

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Николаев, К. Г., Майбек В., Нойман, Э., Ермаков, С. С., Ермоленко, Ю. Е., Оффенхауссер, А. и др. (2018b). Биметаллические нанопроволочные сенсоры для внеклеточного электрохимического обнаружения пероксида водорода в культуре клеток HL-1. Дж.Твердое состояние. Электрохим. 22, 1023–1035. doi: 10.1007 / s10008-017-3829-3

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Николаев, К. Г., Ермаков, С. С., Оффенхауссер, А., Мурзина, Ю. (2017). Неферментативное определение глюкозы на электродах, приготовленных методом направленной электрохимической сборки нанопроволоки (DENA). J. Anal. Chem. 72, 371–374. doi: 10.1134 / S1061

7040104

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Оленин, А.Ю. (2017). Методы неферментативного определения пероксида водорода и связанных с ним активных форм кислорода. J. Anal. Chem. 72, 243–255. doi: 10.1134 / S1061

7030108

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ортега-Вилласанте, К., Бурен, С., Барон-Сола, Б., Мартинес, Ф., и Эрнандес, Л. Э. (2016). In vivo Флуоресцентное обнаружение АФК и окислительно-восстановительного потенциала в растениях: современные подходы и перспективы на будущее. Методы 109, 92–104. doi: 10.1016 / j.ymeth.2016.07.009

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Паолесс, Р., Нардис, С., Монти, Д., Стефанелли, М., и Ди Натале, К. (2017). Порфириноиды для химических сенсоров. Chem. Ред. 117, 2517–2583. doi: 10.1021 / acs.chemrev.6b00361

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Паттерсон Б. Д., Макрей Э. А. и Фергюсон И. Б. (1984). Оценка перекиси водорода в растительных экстрактах с использованием титана (IV). Анал. Biochem. 139, 487–492. doi: 10.1016 / 0003-2697 (84)

-3

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Пэн, М., Чжао, Ю., Чен, Д., и Тан, Ю. (2019). Отдельно стоящие 3D-электроды для электрохимического обнаружения перекиси водорода. ChemCatChem 11, 4222–4237. doi: 10.1002 / cctc.201

3

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Peng, R., Offenhäusser, A., Ermolenko, Y., and Mourzina, Y. (2020). Биомиметический сенсор на основе мезо-тетра (N-метил-4-пиридил) порфирина Mn (III) для неферментативного электрокаталитического определения пероксида водорода и в качестве электрохимического преобразователя в оксидазном биосенсоре для анализа биологических сред. Датчики Приводы B: Chem. 321, 128437. doi: 10.1016 / j.snb.2020.128437

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Prasad, A., Kumar, A., Suzuki, M., Kikuchi, H., Sugai, T., Kobayashi, M., et al. (2015). Обнаружение перекиси водорода в Фотосистеме II (ФСII) с помощью каталитического амперометрического биосенсора. Фронт. Plant Sci. 6, 862. doi: 10.3389 / fpls.2015.00862

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Quan, L.J., Zhang, B., Ши, В. В., и Ли, Х. Ю. (2008). Перекись водорода в растениях: универсальная молекула сети активных форм кислорода. J. Integr. Plant Biol. 50, 2–18. doi: 10.1111 / j.1744-7909.2007.00599.x

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Раньери А., Кастанья А., Балдан Б., Себастьяни Л. и Солдатини Г. Ф. (2003). Накопление h3O2 в листьях подсолнечника вследствие недостатка железа. J. Plant Nutr. 26, 2187–2196. DOI: 10.1081 / PLN-120024274

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Риччи, Ф., и Паллески, Г. (2005). Подготовка сенсоров и биосенсоров, оптимизация и применение электродов, модифицированных берлинской лазурью. Biosens. Биоэлектрон. 21, 389–407. doi: 10.1016 / j.bios.2004.12.001

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ruzgas, T., Lindgren, A., Gorto, L., Hecht, HJ, Reichelt, J., and Bilitewski, U. (2002). «Электрохимия пероксидаз», в Электроаналитические методы биологических материалов .Редакторы А. Брайтер-Тот и Дж. К. Чемберс (Нью-Йорк, Нью-Йорк: Марсель Деккер, Инк.), 233–254.

Google Scholar

Schuhmann, W. (2002). Амперометрические ферментные биосенсоры, основанные на оптимизированных путях переноса электронов и процедурах иммобилизации без использования рук. J. Biotechnol. 82, 425–441. DOI: 10.1016 / s1389-0352 (01) 00058-7

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Si, T., Wang, X., Zhao, C., Huang, M., Cai, J., Zhou, Q., et al. (2018).Роль перекиси водорода в обеспечении устойчивости пшеницы к замораживанию, вызванной механическими повреждениями. Фронт. Plant Sci. 9, 327. doi: 10.3389 / fpls.2018.00327

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Stavrinidou, E., Gabrielsson, R., Gomez, E., Crispin, X., Nilsson, O., Simon, D. T., et al. (2015). Электронные заводы. Sci. Adv. 1, e1501136. doi: 10.1126 / sciadv.1501136

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Varadaraju, C., Тамилсельван, Г., Енох, И., и Сельвакумар, П. М. (2018). Исследования фенол-зондирования 4-аминоантипиринным методом – обзор. Org. Med. Chem. Int. J. 5, 555657. doi: 10.19080 / omcij.2018.05.555657

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Veljovic-Jovanovic, S., Noctor, G., and Foyer, C.H. (2002). Часто ли завышается концентрация перекиси водорода в листьях? потенциальное влияние артефактного вмешательства фенольных соединений тканей и аскорбата. Plant Physiol.Biochem. 40, 501–507. doi: 10.1016 / s0981-9428 (02) 01417-1

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Vreeke, M., Maidan, R., and Heller, A. (1992). Амперометрические электроды для измерения пероксида водорода и β-никотинамидадениндинуклеотида, основанные на электрическом соединении окислительно-восстановительных центров пероксидазы хрена с электродами через трехмерную полимерную сеть, передающую электроны. Анал. Chem. 64, 3084–3090. doi: 10.1021 / ac00048a004

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ван, Х., Ван, К., и Ши, X. (2019). Последние достижения в исследованиях нанозимов. Adv. Матер. 31, 1805368. doi: 10.1002 / adma.201805368

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Wei, H., and Wang, E. (2013). Наноматериалы с ферментативными характеристиками (нанозимы): искусственные ферменты нового поколения. Chem. Soc. Ред. 42, 6060–6093. doi: 10.1039 / c3cs35486e

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Wollenberger, U., Spricigo, R., Леймкюлер, С., и Шредер, К. (2007). «Белковые электроды с прямой электрохимической связью» в Biosensing для 21 века . Редакторы Р. Реннеберг и Ф. Лисдат (Берлин, Гейдельберг: Springer), 109, 19–64. doi: 10.1007 / 10_2007_083

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Wu, J., Wang, X., Wang, Q., Lou, Z., Li, S., Zhu, Y., et al. (2019). Наноматериалы с ферментативными характеристиками (нанозимы): искусственные ферменты нового поколения (II). Chem.Soc. Ред. 48, 1004–1076. doi: 10.1039 / C8CS00457A

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Zhou, B., Wang, J., Guo, Z., Tan, H., and Zhu, X. (2006). Простой колориметрический метод определения перекиси водорода в тканях растений. Регулятор роста растений. 49, 113–118. doi: 10.1007 / s10725-006-9000-2

CrossRef Полный текст | Google Scholar

. :: PT.TIRA AUSTENITE ::.

Лазерное цифровое формирование рисунка проводящих электродов с использованием наноматериалов оксидов металлов | Нано-конвергенция

Лаборатория экологических испытаний питьевой воды Центр исследований воды

Рекомендуемые Ссылка:
LEED Сертифицированные учебные курсы – Зеленое строительство – Green Associate

Водные исследования.net – Веб-сайт Посвящается информации для частных владельцев скважин, оценке
систем очистки воды и сточных вод и обучению / информационно-пропагандистской работе Программы – Нам нужны ваши Помощь.

Г-н Брайан Орам – лицензированный профессиональный геолог. и почвовед с более чем 20-летним опытом работы с землей и науки об окружающей среде. Г-н Орам проводил исследования и консультировал проекты, связанные с кислотным дренажем шахт (AMD), шахтным дренажем, программы мониторинга озер и ручьев, создание и мониторинг водно-болотных угодий, фильтрация оценка производительности завода, испытания новых устройств водоподготовки и системы, гидрогеологические оценки, геологические исследования, почвы испытания, морфологические оценки почвы, колодец бурение и строительство, проверка питьевой воды, комплект для проверки воды по почте программа и мелиорация земель.Г-н Орам также принимал участие в мониторинге граждан и других программах экологического обучения для групп. в Соединенных Штатах, Европе и даже в бывшем Советском Союзе.

Домовладельцев Протестируйте свою воду в рамках программы
в рамках нашей программы тестирования питьевой воды для частных владельцев скважин

НЕОБХОДИМОСТЬ Базовые испытания, связанные с разработкой природного газа

Бесплатная помощь PA Жители
Гражданская база данных по подземным водам

Как насчет обмена ссылками – Количество посетителей – 1500 – 2000+ уникальных в день

Посетите наш онлайн-блог – Мой 2 цента – Хорошо, может быть квартал
Название: Пенсильвания. Решения по охране окружающей среды

************************

Главная | Питьевой Справочные руководства по воде | Контакт Доступен тест сша
Параметры

Область научных интересов, Финансируемые исследования и прикладные исследования

Информация для домовладельцев Тестирование воды

Экологические Темы – инфильтрация, проницаемость, почвоведение,
Защита устья скважины, грунтовые воды, водоразделы
Презентации в PowerPoint

Курсы повышения квалификации – Обучение OSHA, Инженеры, Геологи,
Устойчивое развитие, Архитекторы, LEED Обучение и профессиональное обучение (AIA)

Мониторинг водосбора, Исследования, обучение,
Исследования озер и водосборов, гражданский мониторинг, программы добровольного мониторинга

Вода Библиотека – PDF-файлы по вопросам и темам, связанным с водой,
Tools для специалистов по окружающей среде, граждан и студентов
Практическое обучение и Семинары по наукам о Земле
Связи и горячие ссылки

| Поиск Наш сайт |

Центр водных исследований Центр водоразделов Citizen Science

Продвигайте свою страницу тоже

Новая партнерская программа

часть веб-дизайна Pros Network
«со специализацией в области образования и обучения профессий и устойчивого развития»