Analytical applications of electrodes modified by silver and transition metal oxide nanostructures synthesised by a successive ionic layer deposition technique

Abstract

Йод является одним из важнейших микроэлементов, участвующих в метаболизме человека; в частности, он необходим для его роста. Также йод является эффективным бактерицидным веществом против широкого спектра микроорганизмов. Кроме того, йод находит применение в качестве пищевых добавок, катализаторов, фармацевтических препаратов. В связи с этим требуется разработка новых аналитических методик для обнаружения иодид-ионов в различных концентрационных интервалах. Благодаря своим уникальным и специфическим свойствам наноструктуры и нанокомпозиты могут служить основой биосенсоров для определения иодид-ионов. Использование наночастиц приводит к улучшению соотношения сигнал/шум, увеличению величины фарадеевского тока, повышению скорости передачи электронов, увеличению чувствительности и снижению предела обнаружения. В данной работе были исследованы аналитические возможности электродов, модифицированных наноструктурами оксида марганца и серебра методом слой-за-слоем, с применением в качестве метода измерений коммутационной амперометрии для определения иодид-ионов. В результате было установлено, что зависимости величин токов в постояннотоковой и коммутационной амперометрии характеризуются двумя линейными участками в диапазонах концентраций: от 1,5∙10^(-10) до 1,15∙10^(-9); от 4∙10^(-9) до n∙10^(-8). Пределы обнаружения при определении иодид-ионов на изучаемых электродах составляют n∙10^(-10) - n∙10^(-11).Iodine is one of the most important microelements involved in the metabolism; particularly, iodine is indispensable for normal human growth. Besides, iodine is an effective antibacterial agent against the wide range of microbes. In additon, iodine is used as food additive, catalytic agent, pharmaceutical. Therefore the development of new analytical techniques for iodine ions quantification in different concentration ranges is essential. Due to unique and specific properties, nanostructures and nanocomposites can be used as a base for biosensors to quantify the iodine ions. The use of the nanoparticles results in improvement of signal-to-noise ratio, increasing of the faradaic current magnitude, electron transfer rate, sensitivity and reduction of the limit of detection. In this study the analytical applications of the electrodes modified by manganese oxide and silver using the layer-by-layer method were investigated, using commutation amperometry as a measurement method for iodine ions quantification. As a result it was found that the current magnitude dependencies in direct current amperometry and commutation amperometry were characterized by two linear zones in the following concentration ranges of 1,5∙10^(-10) to 1,15∙10^(-9); 4∙10^(-9) to n∙10^(-8). The limits of detection of the iodine ions using the investigated electrodes are n∙10^(-10) - n∙10^(-11).