Шуваловская премия - 2019: В.В.Апяри

Диссертация посвящена разработке новых подходов в химическом анализе методами молекулярной абсорбционной спектроскопии. Эти подходы основаны на использовании гетерогенных аналитических систем, которые включают новые твердофазные хромогенные реагенты, позволяющие совместить проведение аналитической реакции и концентрирование определяемых соединений, а также наночастицы металлов и их нанокомпозиты с поверхностным плазмонным резонансом, как перспективный тип аналитических реагентов нового поколения.

Обоснован новый подход, основанный на применении пенополиуретана в качестве твердофазного хромогенного реагента для спектроскопии диффузного отражения благодаря наличию в структуре этого полимера концевых толуидиновых групп. Установлено, что эти группы вступают в гетерогенные химические реакции, приводящие к образованию окрашенных продуктов. Предложен подход к созданию химически модифицированных пенополиуретанов в качестве новых твердофазных хромогенных реагентов. Показано, что диазотированный пенополиуретан вступает в реакции азосочетания с соединениями различных классов, в частности, ароматическими аминами, фенолами, аминофенолами, кетонами, гидроксибензойными кислотами, что положено в основу их определения.

Показаны новые возможности использования наногетерогенных аналитических систем с наночастицами золота и серебра в анализе методами оптической молекулярной абсорбционной спектроскопии. Они основаны на процессах формирования, окисления и агрегации наночастиц в растворе и на поверхности полимера. Выявлены основные приёмы управления их характеристиками, что можно эффективно использовать на практике. Предложены новые варианты гетерогенных аналитических систем, сочетающие концентрирование органических соединений на сорбентах различной природы, в т.ч. магнитных, с последующим определением, направленные на решение конкретных актуальных задач аналитической химии. Обоснованы альтернативные способы численной оценки интенсивности окраски твердофазных аналитических форм, использующие бытовые цветорегистрирующие устройства, такие как офисный сканер, цифровой фотоаппарат и мини-спектрофотометр – калибратор мониторов, доступные для широкого круга пользователей. Целью этого направления исследований является реализация возможности проведения химического анализа обывателями во внелабораторных условиях.

По результатам исследований разработаны простые и экономически эффективные способы определения ароматических аминов, фенолов, аминофенолов, гидроксибензойных кислот, ароматических альдегидов, нитритов, нитратов, тиосоединений, антибиотиков, антиоксидантов, пищевых красителей, сульфаниламидов. Многие из этих соединений являются биологически активными и потому относятся к приоритетным веществам с точки зрения современной аналитической химии. Разработанные способы могут быть применены для анализа вод разного типа, медицинских объектов, лекарственных препаратов и пищевых добавок.