[{"@context":"http:\/\/schema.org\/","@type":"BlogPosting","@id":"https:\/\/wiki.edu.vn\/pl\/wiki\/2019\/03\/28\/jonoselektywne-czujniki-optyczne-wikipedia-wolna-encyklopedia\/#BlogPosting","mainEntityOfPage":"https:\/\/wiki.edu.vn\/pl\/wiki\/2019\/03\/28\/jonoselektywne-czujniki-optyczne-wikipedia-wolna-encyklopedia\/","headline":"Jonoselektywne czujniki optyczne \u2013 Wikipedia, wolna encyklopedia","name":"Jonoselektywne czujniki optyczne \u2013 Wikipedia, wolna encyklopedia","description":"Z Wikipedii, wolnej encyklopedii Jonoselektywne czujniki optyczne (jonoczu\u0142e sensory optyczne, opt(r)ody[1]) \u2013 rodzaj uk\u0142ad\u00f3w analitycznych s\u0142u\u017c\u0105cych do wykrywania danego jonu","datePublished":"2019-03-28","dateModified":"2019-03-28","author":{"@type":"Person","@id":"https:\/\/wiki.edu.vn\/pl\/wiki\/author\/lordneo\/#Person","name":"lordneo","url":"https:\/\/wiki.edu.vn\/pl\/wiki\/author\/lordneo\/","image":{"@type":"ImageObject","@id":"https:\/\/secure.gravatar.com\/avatar\/c9645c498c9701c88b89b8537773dd7c?s=96&d=mm&r=g","url":"https:\/\/secure.gravatar.com\/avatar\/c9645c498c9701c88b89b8537773dd7c?s=96&d=mm&r=g","height":96,"width":96}},"publisher":{"@type":"Organization","name":"Enzyklop\u00e4die","logo":{"@type":"ImageObject","@id":"https:\/\/wiki.edu.vn\/wiki4\/wp-content\/uploads\/2023\/08\/download.jpg","url":"https:\/\/wiki.edu.vn\/wiki4\/wp-content\/uploads\/2023\/08\/download.jpg","width":600,"height":60}},"image":{"@type":"ImageObject","@id":"https:\/\/upload.wikimedia.org\/wikipedia\/commons\/thumb\/7\/74\/Nile_Blue.svg\/220px-Nile_Blue.svg.png","url":"https:\/\/upload.wikimedia.org\/wikipedia\/commons\/thumb\/7\/74\/Nile_Blue.svg\/220px-Nile_Blue.svg.png","height":"132","width":"220"},"url":"https:\/\/wiki.edu.vn\/pl\/wiki\/2019\/03\/28\/jonoselektywne-czujniki-optyczne-wikipedia-wolna-encyklopedia\/","wordCount":2990,"articleBody":"Z Wikipedii, wolnej encyklopedii  Jonoselektywne czujniki optyczne (jonoczu\u0142e sensory optyczne, opt(r)ody[1]) \u2013 rodzaj uk\u0142ad\u00f3w analitycznych s\u0142u\u017c\u0105cych do wykrywania danego jonu w pr\u00f3bce; w jego obecno\u015bci nast\u0119puje zmiana barwy lub zmiana widma absorpcji lub emisji czujnika. Opracowywane s\u0105 one z wykorzystaniem po\u0142\u0105czenia rozmaitych technik, mi\u0119dzy innymi spektroskopii, chemii analitycznej i chemii polimer\u00f3w. Ich zaletami jest m.in. mo\u017cliwo\u015b\u0107 \u0142atwej miniaturyzacji[2] (np. optod\u0119 mo\u017cna zbudowa\u0107 na ko\u0144c\u00f3wce \u015bwiat\u0142owodu[2]) i kr\u00f3tki czas analizy[1].  Optody zawieraj\u0105 sk\u0142adniki umo\u017cliwiaj\u0105ce selektywny i czu\u0142y pomiar w\u0142a\u015bciwego jonu. Dob\u00f3r odpowiednich sk\u0142adnik\u00f3w zale\u017cy od jonu docelowego i konkretnego \u015brodowiska badawczego[3]. Sk\u0142ad jonoselektywnego czujnika optycznego jest dosy\u0107 skomplikowany, ze wzgl\u0119du na to, \u017ce same jonofory nie s\u0105 optycznie czu\u0142e, co niesie ze sob\u0105 konieczno\u015b\u0107 u\u017cycia dodatkowego sk\u0142adnika \u2013 przetwornika optycznego.W sk\u0142ad typowego jonoselektywnego czujnika optycznego wchodz\u0105[4][1][5]:jonofor (zwykle oboj\u0119tny elektrycznie), kt\u00f3ry zapewnia odwracalne, selektywne wi\u0105zanie z analitemlipofilowy wymieniacz jonowy z \u0142adunkiem przeciwnym do \u0142adunku analitu, kt\u00f3ry kompensuje \u0142adunek po\u0142\u0105czenia jonofor-analit; optoda czu\u0142a na kationy zawiera kationowy wymieniacz jonowy, a czu\u0142a na aniony ma wymieniacz anionowychromojonofor, kt\u00f3ry pe\u0142ni rol\u0119 przetwornika optycznego; w przypadku oznaczania jon\u00f3w wodorowych jest jonoforeminertna, matryca polimerowaplastyfikator, czyli lipofilowa substancja zmniejszaj\u0105ca oddzia\u0142ywania mi\u0119dzy cz\u0105steczkami i zwi\u0119kszaj\u0105ca ruchliwo\u015b\u0107 \u0142a\u0144cucha polimerowego.W warstwie receptorowej sensora wi\u0105zanie analitu z jonoforem wymusza uwolnienie kationu z przetwornika optycznego. Kluczowe jest tutaj odpowiednie dopasowanie sta\u0142ej kompleksowania jonoforu ze sta\u0142\u0105 protonowania chromojonoforu \u2013 sta\u0142a wi\u0105zania analit-jonofor musi by\u0107 wi\u0119ksza ni\u017c sta\u0142a protonowania przetwornika optycznego[1].Wyb\u00f3r chromojonoforu jest zale\u017cny od kilku czynnik\u00f3w. Wa\u017cne jest, aby chromojonofor by\u0142 kompatybilny z zastosowanym trybem detekcji. Istotne s\u0105: fotostabilno\u015b\u0107, warto\u015b\u0107 sta\u0142ej dysocjacji kwasowej (pKa), wydajno\u015b\u0107 kwantowa emisji fluorescencji, zakres emisji i wzbudzenia oraz lipofilowo\u015b\u0107. Zazwyczaj preferowana jest wi\u0119ksza d\u0142ugo\u015b\u0107 fali absorpcji w zakresie widzialnym lub bliskiej podczerwieni[3].  Bardzo cz\u0119sto stosowanym chromojonoforem jest pochodna b\u0142\u0119kitu Nilu (chromojonofor I), czyli pH-czu\u0142y barwnik, kt\u00f3rego widmo emisji oraz absorpcji r\u00f3\u017cni si\u0119 w zale\u017cno\u015bci od tego czy wyst\u0119puje w formie protonowanej czy zdeprotonowanej[1] Forma zdeprotonowana chromojonforu I jest aktywna w trybie emisji oraz charakteryzuje si\u0119 r\u00f3\u017cow\u0105 barw\u0105, natomiast protonowana barw\u0105 niebiesk\u0105[5].  W przypadku wymieniaczy jonowych najcz\u0119\u015bciej stosuje si\u0119 s\u0105 zwi\u0105zki organiczne bazuj\u0105ce na tetrafenyloboranie\ufeff. Wymieniacze jonowe s\u0105 relatywnie lipofilowe, aby zapobiec wymywaniu do roztworu z fazy membrany. Jonofory zapewniaj\u0105 selektywno\u015b\u0107 czujnika. Istnieje wiele jonofor\u00f3w, g\u0142\u00f3wnie ukierunkowanych na kationy. Jonofory, b\u0119d\u0105ce ligandami kompleksuj\u0105cymi, czu\u0142e na ten sam jon mog\u0105 r\u00f3\u017cni\u0107 si\u0119 sta\u0142\u0105 trwa\u0142o\u015bci tworzonych kompleks\u00f3w. Im wi\u0119ksza warto\u015b\u0107 tej sta\u0142ej, tym bardziej selektywny czujnik[3].Opracowano tak\u017ce optody oparte o immobilizowane enzymy[2].  Budowa optody \u015bwiat\u0142owodowej z sensorem enzymatycznym. A: \u015bwiat\u0142ow\u00f3d; B: wewn\u0119trzna optoda zmieniaj\u0105ca swoje w\u0142a\u015bciwo\u015bci optyczne pod wp\u0142ywem zmian otoczenia chemicznego spowodowanych dzia\u0142aniem enzymu; C: p\u0142aszcz zawieraj\u0105cy immobilizowany enzymPrzy sta\u0142ym pH pr\u00f3bki, w nieobecno\u015bci analitu nast\u0119puje protonowanie chromojonoforu. Ilo\u015b\u0107 wymieniacza jonowego jest sta\u0142a. Natomiast gdy analit jest obecny w pr\u00f3bce, dochodzi do wi\u0105zania analitu przez jonofor. Nast\u0119puje deprotonowanie przetwornika optycznego dla zachowania elektrooboj\u0119tno\u015bci uk\u0142adu, w warunkach sta\u0142ego pH i sta\u0142ego st\u0119\u017cenia wymieniacza jonowego, je\u015bli sta\u0142a protonowania chromojonoforu jest mniejsza ni\u017c sta\u0142a wi\u0105zania analit-jonofor[1]. Poni\u017cej przedstawiono r\u00f3wnanie ukazuj\u0105ce dzia\u0142anie optod jonoselektywnych[1]:M+ (pr\u00f3bka) + jonofor (matryca) + chromojonofor H+ (matryca) \u2192 jonofor\u2212M+ (matryca) + chromojonofor (matryca) + H+ (pr\u00f3bka)W wyniku oddzia\u0142ywania badanej pr\u00f3bki z sensorem dochodzi do zmiany barwy oraz zmiany widma emisji\/absorpcji[1]. Opr\u00f3cz widma emisji\/absorpcji mo\u017cna r\u00f3wnie\u017c wykre\u015bli\u0107 zale\u017cno\u015b\u0107 maksimum intensywno\u015bci emisji od logarytmu ze st\u0119\u017cenia jon\u00f3w, kt\u00f3ra mo\u017ce wyst\u0119powa\u0107 w dw\u00f3ch formach: jako zale\u017cno\u015b\u0107 sigmoidalna lub liniowa[6]. Je\u017celi odpowied\u017a czujnika ma charakter obj\u0119to\u015bciowy zale\u017cno\u015b\u0107 przyjmuje posta\u0107 krzywej sigmoidalnej, obejmuj\u0105cej zwykle 2-3 rz\u0119dy zmiany st\u0119\u017cenia. W przypadku zahamowania transportu jon\u00f3w analitu do wn\u0119trza sensora mamy do czynienia z powierzchniow\u0105 odpowiedzi\u0105 sensora – obserwujemy liniow\u0105 zale\u017cno\u015b\u0107 maksimum emisji\/absorpcji od logarytmu ze st\u0119\u017cenia, kt\u00f3ra mo\u017ce obejmowa\u0107 nawet do 7 rz\u0119d\u00f3w wielko\u015bci[7]. Tak skonstruowane i dzia\u0142aj\u0105ce czujniki s\u0105 obecnie stosowane do oznaczania np. jon\u00f3w wapnia czy potasu. Najcz\u0119\u015bciej, jako metod\u0119, kt\u00f3ra pozwala na obserwacj\u0119 zmian sygna\u0142u analitycznego, wykorzystuje si\u0119 fluorescencj\u0119, g\u0142\u00f3wnie ze wzgl\u0119du na wysok\u0105 czu\u0142o\u015b\u0107[1].Czujniki optyczne pozwalaj\u0105 m.in. na monitorowanie zmian st\u0119\u017cenia lub oznaczanie zawarto\u015bci danego jonu, kationu b\u0105d\u017a anionu, np. w \u015brodowisku biologicznym. Coraz cz\u0119\u015bciej jako matryc\u0119 w tych sensorach stosuje si\u0119 nanostruktury \u2013 nanocz\u0105stki lub nanow\u0142\u00f3kna, kt\u00f3re oferuj\u0105 szereg korzy\u015bci analitycznych, np. przeprowadzenie pomiaru w kom\u00f3rce, szybsz\u0105 odpowied\u017a analityczn\u0105, wi\u0119ksz\u0105 stabilno\u015b\u0107 i selektywno\u015b\u0107[1][5][6].\u2191 abcdefghij MichalskaM.\u00a0A.\u00a0MichalskaM., MaksymiukM.\u00a0K.\u00a0MaksymiukM., Jonoselektywne sensory potencjometryczne i optyczne\u00a0: podobne materia\u0142y konstrukcyjne, r\u00f3\u017cne mo\u017cliwo\u015bci analityczne, \u201eWiadomo\u015bci Chemiczne\u201d, 69 (9-10), 2015 [dost\u0119p 2022-04-18]\u00a0.\u2191 abc Otto S.O.S.\u00a0Wolfbeis\u00a0Otto S.O.S. i inni, Enzyme-based biosensing optodes, \u201eFresenius’ Journal of Analytical Chemistry\u201d, 337 (1), 1990, s. 23\u201327, DOI:\u00a010.1007\/BF00325714 [dost\u0119p 2022-04-18]\u00a0 (ang.).\u2191 abc XiaojiangX.\u00a0Xie\u00a0XiaojiangX., EricE.\u00a0Bakker\u00a0EricE., Ion selective optodes: from the bulk to the nanoscale, \u201eAnalytical and Bioanalytical Chemistry\u201d, 407 (14), 2015, s. 3899\u20133910, DOI:\u00a010.1007\/s00216-014-8413-4 [dost\u0119p 2022-04-18]\u00a0 (ang.).\u2191 KatarzynaK.\u00a0K\u0142uci\u0144ska\u00a0KatarzynaK. i inni, Nanoparticles of Fluorescent Conjugated Polymers: Novel Ion-Selective Optodes, \u201eAnalytical Chemistry\u201d, 88 (11), 2016, s. 5644\u20135648, DOI:\u00a010.1021\/acs.analchem.6b00737 [dost\u0119p 2022-04-18]\u00a0 (ang.).\u2191 abc Jonathan W.J.W.\u00a0Aylott\u00a0Jonathan W.J.W., Optical nanosensors\u2014an enabling technology for intracellular measurements, \u201eThe Analyst\u201d, 128 (4), 2003, s. 309\u2013312, DOI:\u00a010.1039\/b302174m [dost\u0119p 2022-04-18]\u00a0 (ang.).\u2191 ab Maria JoseM.J.\u00a0Ruedas-Rama\u00a0Maria JoseM.J., Elizabeth A.H.E.A.H.\u00a0Hall\u00a0Elizabeth A.H.E.A.H., K+-selective nanospheres: maximising response range and minimising response time, \u201eThe Analyst\u201d, 131 (12), 2006, s. 1282, DOI:\u00a010.1039\/b608901a [dost\u0119p 2022-04-18]\u00a0 (ang.).\u2191 AnnaA.\u00a0Kisiel\u00a0AnnaA., KrzysztofK.\u00a0Maksymiuk\u00a0KrzysztofK., AgataA.\u00a0Michalska\u00a0AgataA., Capsules as ion-selective optodes \u2013 Maximizing sensitivity of ion-selective optodes, \u201eSensors and Actuators B: Chemical\u201d, 273, 2018, s. 1730\u20131734, DOI:\u00a010.1016\/j.snb.2018.07.054 [dost\u0119p 2022-04-18]\u00a0 (ang.)."},{"@context":"http:\/\/schema.org\/","@type":"BreadcrumbList","itemListElement":[{"@type":"ListItem","position":1,"item":{"@id":"https:\/\/wiki.edu.vn\/pl\/wiki\/#breadcrumbitem","name":"Enzyklop\u00e4die"}},{"@type":"ListItem","position":2,"item":{"@id":"https:\/\/wiki.edu.vn\/pl\/wiki\/2019\/03\/28\/jonoselektywne-czujniki-optyczne-wikipedia-wolna-encyklopedia\/#breadcrumbitem","name":"Jonoselektywne czujniki optyczne \u2013 Wikipedia, wolna encyklopedia"}}]}]