научная статья по теме ХИМИЧЕСКИЕ СЕНСОРЫ (ПРОБЛЕМЫ АНАЛИТИЧЕСКОЙ ХИМИИ. Т. 14). РЕД.-СОСТ. ВЛАСОВ Ю.Г., М.: НАУКА, 2011, 399 С Химия

Текст научной статьи на тему «ХИМИЧЕСКИЕ СЕНСОРЫ (ПРОБЛЕМЫ АНАЛИТИЧЕСКОЙ ХИМИИ. Т. 14). РЕД.-СОСТ. ВЛАСОВ Ю.Г., М.: НАУКА, 2011, 399 С»

ЖУРНАЛ АНАЛИТИЧЕСКОЙ ХИМИИ, 2013, том 68, № 11, с. 1137-1138

= ШИТИКА И БИБЛИОГРАФИЯ

ХИМИЧЕСКИЕ СЕНСОРЫ (ПРОБЛЕМЫ АНАЛИТИЧЕСКОЙ ХИМИИ. Т. 14). РЕД.-СОСТ. ВЛАСОВ Ю.Г., М.: НАУКА, 2011, 399 с.

БО1: 10.7868/$004445021309003Х

Книга подготовлена ведущими российскими специалистами в области химической сенсорики под общей редакцией Ю.Г. Власова. Она представляет собой коллективную монографию, состоящую из 9 глав, посвященных различным типам химических сенсоров и написанных специалистами в соответствующих областях. Каждая из глав снабжена обширным списком литературы, охватывающим самые современные достижения в соответствующих областях химической сенсорики.

Химические сенсоры относятся к числу важнейших инструментов аналитической химии, позволяя проводить как качественный анализ реальных объектов сложного состава, так и количественный, например, в случае сенсорных систем типа "электронный нос" и "электронный язык". Сенсоры отличаются тем, что являются средствами не-разрушающего контроля, и это делает их незаменимыми в ряде областей, в частности в биологических исследованиях и в медицине. Для химических сенсоров характерна также сравнительная дешевизна, малые энергозатраты и относительная простота применения, поэтому их использование часто экономически более выгодно, чем применение сложных аналитических систем на основе иных современных методов анализа.

Первая глава "Химические сенсоры: определение, классификация и история их создания" написана Ю.Г. Власовым. Анализируются различные определения термина "сенсор". Классификация сенсоров проводится по типу определяемых частиц: электроны, ионы, нейтральные молекулы, по агрегатному состоянию исследуемых образцов (жидкости и газы), а также по принципу формирования аналитического сигнала и материалу сенсора. В сжатой форме, но с интересными и характерными деталями рассматривается история создания и развития химических сенсоров через описание конкретных достижений выдающихся деятелей науки, внесших свой вклад в становление данного направления. Заключительная часть этой главы посвящена мультисенсорным системам типа "электронный нос" и "электронный язык", которые подробно рассматриваются (для сенсоров с различными принципами формирования сигнала) в 3-й, 4-й и 6-й главах монографии.

Можно отметить некоторые неточности: З. Кле-менциевич — не чех, а поляк; стеклянный электрод предназначен не только для измерения рН, но и рМ. В этом большая заслуга венгерского ученого Б. Лендьеля, который в 1934 г. синтезировал ряд электродных стекол, применение которых позволяло измерять р№. Это событие достойно включения в историческую таблицу. В этой же таблице: Росс в 1967 г. создал жидкие мембраны, содержащие иониты. Ионообменные мембраны на основе искусственных ионообменников (смол) появились в 1951 г. (Willey and Patnode), затем подробно изучались школой Б.П. Никольского (Е.А. Мате-рова с сотр.).

Вторая глава "Ионоселективные электроды с мембранами на основе ионофоров" написана К.Н. Михельсоном. Ионселективные электроды (ИСЭ), т.е. потенциометрические сенсоры — старейший вид химических сенсоров. Автор рассматривает материалы, применяемые при создании таких ИСЭ: ионофоры, пластификаторы, полимеры, физико-химические принципы функционирования сенсоров, их аналитические характеристики, виды конструкций. Кратко описаны ИСЭ для определения полиионов и нейтральных компонентов, т.е. сенсоры, которых в рамках классических представлений о потенциометрии, казалось бы, не может существовать. Анализируются последние достижения в теории ИСЭ, а также новые практические достижения, прежде всего — расширение пределов функционирования в область следовых концентраций аналитов.

Третья глава "Электронный язык — системы химических сенсоров для анализа водных сред" написана А.В. Легиным, А.М. Рудницкой и Ю.Г. Власовым. В теории и практике мультисенсорных систем типа "электронный язык" научная группа Ю.Г. Власова занимает лидирующие позиции в мире. У них уже есть последователи в России (см., например, Е.Г. Кулапина и Н.М. Макарова, "Мультисенсорные системы в анализе жидких и газовых объектов", Саратов: Наука, 2010. 166 с.) и за рубежом. Авторы показывают роль биологии и хемометрики в создании "электронного языка". Далее показано, что системы типа "электронный язык" (с многочисленными примерами) имеют преимущества по сравнению с единичными сен-

1138

БЕЛЮСТИН

сорами. Рассмотрено большое число аналитических приложений таких систем и перспективы их развития.

Четвертая глава "Химические сенсоры на основе пьезокварцевых микровесов" подготовлена Т.А. Кучменко. Эти сенсоры появились сравнительно недавно, но уже теперь на их долю приходится до 20% всех преобразователей при анализе газов. Обсуждаются достоинства таких сенсоров, их классификация, структура пьезорезонатора, теория функционирования. Приводятся примеры применения пьезорезонаторов в аналитической практике. Приведены примеры анализа газовых и жидких сред, в том числе рассматриваются муль-тисенсорные системы типа "электронный нос".

Пятая глава "Амперометрические сенсоры с каталитическими свойствами в органической вольтамперометрии" подготовлена Л.Г. Шайда-ровой и Г. К. Будниковым. Авторы обсуждают теорию и практические применения химически модифицированных электродов (ХМЭ). Описываются принципы действия электродов, модифицированных покрытиями из благородных металлов, полимерных пленок и их композитов, гексацианометал-латами, металлопорфиринами и металлофталоциа-нинами, а также применение таких ХМЭ при определении различных аналитов, в том числе биологически активных.

Шестая глава "Вольтамперометрический электронный язык" представлена В.Н. Майстренко, Г.А. Евтюгиным и А.В. Сидельниковым. Авторы показывают, что, как и в случае потенциометриче-ских сенсоров, проблема недостаточной селективности в вольтамперометрии может быть решена за счет перехода от единичных сенсоров к их массивам. Приводятся примеры распознавания различных фруктовых соков, а также пестицидов и инсектицидов антихолинэстеразного действия, кратко описаны микробные сенсоры биологического потребления кислорода и иммуносенсоры.

Седьмая глава "Химические и биохимические сенсоры: от биосенсоров к биочипам и мульти-сигнальным системам" написана Х.З. Брайниной и А.Н. Козициной. Обсуждаются различные на-номодификаторы для химических и биосенсоров: углеродные нанотрубки, нанооксиды, ДНК-биосенсоры, включающие наночастицы, применение наночастиц в иммуносенсорах, биочипы (матричные и микрофлюидные), мультисигнальные биосенсоры. Приведены обширные, занимающие несколько страниц, таблицы, которые содержат подробные сведения об упомянутых сенсорах.

Восьмую главу "Наносенсоры", написанную С.Н. Штыковым и ТЮ. Русановой, следовало назвать иначе, а именно "Наноматериалы для хими-

ческих сенсоров", точнее "... для чувствительных элементов сенсоров". Первое, что представляешь себе при слове "наносенсоры" — это нечто очень маленькое. Конечно, сенсоры с чувствительными элементами, модифицированными наночасти-цами, можно назвать наносенсорами, но это следовало оговорить особо. Впрочем, нет ничего бесплоднее спора о терминах. В главе подробно обсуждаются понятия "Нанотехнология" и "Наноматериалы", описаны особенности последних, их разнообразие. Собранный авторами обзор, охватывающий литературу последнего десятилетия, очень полезен.

Девятая глава "Сенсоры на основе МДП структур со слоем твердого электролита, предназначенные для детектирования взрывоопасных и токсичных газов" написана А.А. Васильевым, В.И. Филипповым, А.А. Терентьевым и В. Мори-цем. Среди сенсоров на основе структур типа металл-диэлектрик-полупроводник (МДП) авторы выделяют два типа: МДП-структуры с затворами из металлов платиновой группы и структуры с дополнительным слоем твердого электролита, который обеспечивает чувствительность и селективность сенсора к газам. Авторы описывают определение фторсодержащих газов сенсорами со слоем трифторида лантана, упоминают о сенсорах окислов азота со слоем натрийпроводящих твердых электролитов, о сенсорах диоксида углерода и других газов со слоями электролитов.

Таким образом, материалы монографии охватывают многие виды химических сенсоров, за исключением оптических и тепло-чувствительных. Видно, что мультисенсорные системы типа "электронный нос" и "электронный язык" получают все большее развитие по сравнению с единичными сенсорами.

В монографии нет главы о стеклянных электродах, однако этим сенсорам посвящено большое число различных публикаций (несколько обзоров см. в J. Solid State Electrochem., 2011, V. 15, № 1). Удивляет также отсутствие главы о ионселектив-ных полевых транзисторах (ИСПТ), тем более, что лаборатория Ю.Г. Власова в СПбГУ много сделала в этой области. Несмотря на указанные упущения, монография представляет значительный интерес для действующих химиков-аналитиков, специалистов в области клинической химии, охраны окружающей среды, технологов в различных отраслях промышленности, а также для преподавателей, студентов и аспирантов химических и смежных с химией специальностей.

А. А. Белюстин

Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.

Показать целиком