Microsoft Word Ksi\271\277ka abstrakt\363w doc

 
 
 
 
 
 
 
XIV
h
 International Conference on Molecular Spectroscopy, Białka Tatrzańska 2017
 
 
295
T6: P–3 
New spectrophotometric reagents based on Au nanorods and their 
polyurethane foam nanocomposite for determination of catecholamines  
 
Maria Gorbunova
1
, Vladimir Apyari
1
, Maria Matveeva
1
, Svetlana Gutorova
1
, 
Grigory Antonyan
1
, Alexey Garshev
1,2
, Pavel Volkov
3
, Stanislava Dmitrienko
1
, 
and Yury Zolotov
1
 
 
1 
Department of Chemistry, Lomonosov Moscow State University, 119991 Leninskie gory, 1/3, 
Moscow, Russia, e-mail: [e-mail] 
2 
Department of Materials Science, Lomonosov Moscow State University, 119991 Leninskie gory, 1/3, 
Moscow, Russia 
3 
National Research Center “Kurchatov Institute” – IREA, 107076 Bogorodsky Val, 3, Moscow, 
Russia 
 
 
Gold  nanoparticles  are  widely  used  in  various  fields  of  analytical  chemistry  due  to  their 
unique optical properties conditioned by the surface plasmon resonance (SPR), which causes an 
intense absorption in the visible spectral region. Spherical gold nanoparticles are usually used in 
the  analysis.  There  are  much  less  investigations  devoted  to  non-spherical  nanoparticles. 
Meanwhile,  the  extra  optical  properties  of  non-spherical  gold  nanoparticles,  for  example, 
nanorods (AuNRs), caused by the presence of several modes of the surface plasmon oscillations 
and  several  bands  of  the  surface  plasmon  resonance  could  play  a  significant  role  in  the 
development  of  new  methods  for  determination  of  different  compounds.  Immobilization  of 
nanoparticles  in  solid  matrices  could  improve  stability  of  these  nanoobjects  and  provide 
synthesis of nanocomposite materials with SPR properties. 
 
The  objective  of  this  study  was  to  investigate  the  possibility  of  using  AuNRs  and 
nanocomposite material based on AuNRs immobilized on polyurethane foam for determination 
of catecholamines by spectrophotometry and diffuse reflectance spectroscopy. 
 
An  interaction  of  catecholamines  with  silver  nitrate  in  the  presence  of  AuNRs  results  in 
reduction  of silver ions and formation  of a silver layer on the surface of AuNRs. This process 
leads to  a hypsochromic shift of  both  maxima in the  absorption spectrum  of  AuNRs, and  to a 
change  of  the  colloid  system  color  from  pale-pink  to  green.  The  dependencies  of  the  long-
wavelength  SPR  band  maximum  shift  (Δλ,  nm)  on  the  concentration  of  catecholamines  are 
represented as curves with a bend, which is presumably caused by changes in morphology of the 
surface silver layer and spontaneous nucleation of silver nanoparticles. These dependencies can 
be  used  as  non-linear  calibration  curves  for  the  spectrophotometric  determination  of 
catecholamines.  The  limits  of  detection  are  decreased  as  follows:  dobutamine  >  adrenaline  > 
noradrenaline  >  dopamine,  and  are  equal  to  27,  18,  16,  13  μg  L
–1
  respectively.  A  new 
nanocomposite  material  based  on  polyurethane  foam  modified  with  AuNRs  has  been 
synthesized and its interaction with catecholamines in the presence of silver nitrate immobilized 
in  the  nanocomposite  has  been  studied.  The  results  of  this  interaction  are  similar  to  those 
described above, the limits of detection of dobutamine, adrenaline, noradrenaline and dopamine 
by diffuse reflectance spectroscopy are 110, 70, 67 and 47 μg L
–1
 respectively. This solid-phase 
reagent  is  stable  and  easy-to-use.  Effects  of  amino  acids,  organic  and  inorganic  ions  on  the 
determination of catecholamines by the both proposed techniques have been studied. Accuracy 
of the determination was confirmed by the analysis of pharmaceutical formulations. 
  
Keywords: surface plasmon resonance; spectrophotometry; diffuse reflection; au nanorods; nanocomposite; 
 
 
     catecholamines; determination 
 
Acknowledgment 
This work was financially supported by the Russian Science Foundation (grant N 14-23-00012). 
The authors acknowledge instrumental support from M.V. Lomonosov Moscow State University Program 
of Development. 

---

 
 
 
 
 
 
 
XIV
h
 International Conference on Molecular Spectroscopy, Białka Tatrzańska 2017
 
296
T6: P–4 
Polyurethane foam modified with gold nanoparticles and its prospects 
for the determination of thiols 
 
Andrey Isachenko
1
,Vladimir Apyari
1
, Fedor Chikunov
1
, Pavel Volkov
2
,  
Stanislava Dmitrienko
1
, and Yury Zolotov
1
 
 
1 
Department of Chemistry, Lomonosov Moscow State University, 119991 Leninskie gory, 1/3, 
Moscow, Russia, e-mail: [e-mail] 
2 
National Research Center “Kurchatov Institute” – IREA, 107076 Bogorodsky Val, 3, Moscow, 
Russia
 
 
 
Gold nanoparticles attract special attention of researchers with their unique properties, which 
provide  their  broad  application  in  various  fields  of  chemistry.  The  observed  effect  of  surface 
plasmon  resonance  (SPR)  underlies  their  use  in  spectrophotometry.  High  sensitivity  of 
nanoparticles  in  combination  with  the  simplicity  of  their  preparation  makes  them  a  promising 
alternative  to  traditional  spectrophotometric  reagents.  Along  with  nanoparticles,  development 
and studies of nanocomposite materials based on nanoparticles are actual. They often contribute 
to  the  stabilization  of  nanoparticles  and  in  some  cases  favorably  improve  their  characteristics 
expanding the possible applications of nanoparticles in the chemical analysis. 
 
In  this  study,  we  investigated  the  possibility  of  preparation  of  polyurethane  foam  (PUF) 
modified with gold nanoparticles by their in-situ formation and its use as an analytical form for 
the determination of thiols by diffuse reflectance spectroscopy. 
 
Gold  nanoparticles  immobilized  on  PUF  were  obtained  by  the  borohydride  method  with 
sodium borohydride pre-sorbed on PUF followed by the treatment of the modified polymer with 
a  solution  of  hydrogen  tetrachloroaurate.  Optimal  conditions  for  the  sorption  of  the  reducing 
agent on PUF were chosen as follows: 0.01 M sodium borohydride, 0.01 M sodium hydroxide, 
0.0001  M  cetyltrimethylammonium  bromide,  the  sorption  time  –  15  min.  Interaction  of  the 
borhydride-modified PUF with hydrogen tetrachloroaurate for 30 min yields gold nanoparticles 
of 11–13 nm in diameter on the surface of PUF. This results in appearing an SPR band in diffuse 
reflectance spectra of the nanocomposite at 540 nm. 
 
It  has  been  found  that  the  formation  of  gold  nanoparticles  on  PUF  is  affected  by  thiols 
(cysteamine, cysteine, mercaptopropionic acid, etc.), reducing the SPR band at 540 nm and color 
intensity. This reaction takes place in mild conditions – at room temperature in aqueous solution 
with a small  amount  of a thiol.  All  mentioned above  allow  us to  consider  PUF  modified  with 
gold  nanoparticles  as  a  promising  analytical  form  for  the  determination  of  thiols  by  diffuse 
reflectance  spectroscopy  or  naked-eye.  The  advantages  of  the  proposed  approach  include 
simplicity,  high throughput,  availability  of the  equipment  used, and  facility  of implementation 
for a test-version. 
 
 
Keywords: surface plasmon resonance; diffuse reflectance spectroscopy; gold nanoparticles; 
 
 
    polyurethane foam nanocomposite; thiols determination 
 
Acknowledgment 
This work was financially supported by the Russian Science Foundation (grant N 14-23-00012). 
The authors acknowledge instrumental support from M.V. Lomonosov Moscow State University Program 
of Development. 
 
 
 
 

---