ساخت حسگرهای الکتروشیمیایی بر پایه پلیمرهای با قالب مولکولی برای تعیین نیکوتین آمید، تروپونینT و اسید فولیک
استادان راهنما: محمدحسین ارباب زوار . محمود چمساز
استاد مشاور: غلامحسین ظهوری
دانشجو دکتری: نجمه کرمیان
دانشگاه فردوسی مشهد – دانشکده علوم
پلیمرهای با قالب مولکولی (MIPs)، عوامل شناسایی مولکولی مصنوعی، بادوام و قدرتمندی هستند که قادر به تشخیص و اتصال مولکول های هدف با ویژگی و گزینش پذیری مشابه با آنالوگ هایطبیعی شان می باشند. استفاده از الکتروپلیمریزاسیون به دلیل تهیه فیلم های MIP نازک، در توسعه ی حسگرهای شیمیایی و بیوشیمیایی نقش بسیار موثری دارد. هدف از انجام این پایان نامه، توسعه حسگرهایی برای مولکول های زیستی بر پایه فیلم های پلیمری حکاکی شده ی الکتروسنتز شده می باشد. در اولین بخش از این تحقیق، تهیه یک فیلم MIP جدید و ویژگی های شناسایی آن برای نیکوتین آمید بررسی شدند.
پلی پیرول فرا اکسیده، به وسیله ترسیب ولتامتری چرخه ای پیرول در حضور الکترولیت پشتیبان (پرکلرات سدیم)، همراه و در غیاب مولکول الگو (نیکوتین آمید) بر روی الکترودکربن شیشه ای تهیه شد. به منظور ایجاد پلیمر حکاکی شده ی مولکولی، مولکول های الگو از سطح الکترود اصلاح شده به وسیله شستشو با اتانول قلیایی حذف گردیدند. عوامل تأثیر گذار شامل غلظت مونومر و الگو، سیکل های الکتروپلیمریزاسیون، pH و مدت زمان اتصال مجدد بررسی و بهینه شدند. فرایندهای الکتروپلیمریزاسیون، حذف و اتصال مجدد مولکول الگو به وسیله ولتامتری ضربانی تفاضلی (DPV) در حضور زوج اکسا-کاهشی فری سیانید-فرو سیانید به عنوان ردیاب فعال الکتروشیمیایی بررسی شدند.
منحنی کالیبراسیون در الکترود MIP، دو ناحیه خطی در گستره غلظتی بین 0/9 تا 214/9 میکرومولار و 0/3 تا 30/0 میلی مولار با حد تشخیص 0/38 میکرومولار نشان داد. حسگر از قابلیت شناسایی خوبی نسبت به نیکوتین آمید، در مقایسه با ترکیب های رقیب برخوردار بود و به طور موفقیت آمیز جهت تعیین نیکوتین آمید در نمونه های دارویی تجاری بکار برده شد. دقت روش و بازیابی ها، رضایت بخش بودند و حسگر، زمان پاسخ دهی کوتاه و قابلیت ساخت مجدد خوبی نشان داد. در دومین بخش از این طرح، ساخت و بررسی یک حسگر جدید برای تروپونینT قلبی (TnT) بر پایه پلیمر الکتروسنتز شده ی حکاکی شده ی مولکولی انجام گرفت. لایه حساس TnT به وسیله الکتروپلیمریزاسیون ارتو فنیلن دی آمین (o-PD) بر روی الکترود طلا در حضور TnT به عنوان مولکول الگو تهیه شد. برای ایجاد پلیمر حکاکی شده ی مولکولی، مولکول های الگو از سطح الکترود اصلاح شده به وسیله شستشو با اتانول قلیایی حذف گردیدند.
لایه حکاکی شده، به وسیله ولتامتری چرخه ای (CV)، ولتامتری ضربانی تفاضلی (DPV)، طیف سنجی مقاوت ظاهری الکتروشیمیایی (EIS) و میکروسکوپ نیروی اتمی (AFM) بررسی شد. الکتروشیمی ردیاب فری سیانید-فرو سیانید برای بررسی فرایندهای الکتروپلیمریزاسیون، حذف و اتصال مجدد مولکول الگو استفاده شد. رابطه خطی بین جریان پیک 4-]6[Fe(CN)/3-]6[Fe(CN) و لگاریتم غلظت TnT در بافر در گستره 0/8-0/009نانوگرم بر میلی لیتر با حد تشخیص 0/004 نانوگرم بر میلی لیتر مشاهده گردید.
حسگر حساسیت خوب، زمان پاسخ دهی کوتاه و قابلیت ساخت مجدد خوبی نشان داد. علاوه بر این، اتصال ویژه TnT با غشاء MIP با جذب غیر ویژه پروتئین ها ی سرم انسان مقایسه شده است. در سومین بخش از این تحقیق، ترکیب جدیدی از پلیمر حساس دمایی پلی (N-ایزو پروپیل آکریل آمید) با آمین انتهایی، اتصال دهنده عرضی N-N’-متیلن بیس آکریل آمید همراه با ارتو فنیلن دی آمین بر سطح الکترود طلا در حضور اسید فولیک به عنوان مولکول الگو برای ایجاد یک حسگر تمایلی حکاکی شده ی مولکولی تعویضی ON-OFF الکتروپلیمریزه شدند. ولتامتری چرخه ای و ولتامتری ضربانی تفاضلی برای بررسی لایه حکاکی شده ی اسید فولیک استفاده شدند.
الکتروشیمی ردیاب فری سیانید-فرو سیانید برای بررسی فرایندهای الکتروپلیمریزاسیون، حذف و اتصال مجدد مولکول الگو استفاده شد. بالاترین حساسیت دریچه حرارتی تغییرپذیر با دما (ON-OFF) حسگر اسید فولیک در 22 درجه سانتیگراد حاصل گردید. یک رابطه خطی بین جریان پیک 4-]6[Fe(CN)/3-]6[Fe(CN) و لگاریتم غلظت اسید فولیک در گستره 200/0-1/0 میکرومولار با حد تشخیص 0/5 میکرومولار مشاهده گردید. چنین موادی با قابلیت تعویض، پتانسیل قابل توجه ای جهت طراحی حسگرهای زیستی و سنجش های ایمنی قابل کنترل و بسیار گزینش پذیر، ارائه می دهند.
دانلود مقالات چاپ شده در ارتباط با پایان نامه:
On/off-switchable electrochemical folic acid sensor based on molecularly imprinted polymer electrode
A potential-gated molecularly imprinted smart electrode for nicotinamide analysis
