بهينه‌سازي شرايط سنتز الكتروشيميايي نانوذرات نيكل جهت افزايش فعاليت الكتروكاتاليزوري آن در اكسايش گلوكز و بكارگيري آن در ساخت يك حسگر پوشيدني

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

شيمي

كارشناسي ارشد

اين پايان‌نامه به بهينه‌سازي حسگرهاي مبتني بر فلز نيكل جهت تعيين گلوكز اختصاص دارد كه در ادامه، بهينه‌ترين سيستم بر روي يك بستر پوشيدني پياده‌سازي شد. فلز نيكل به دليل مزايايي همچون هزينه پايين، دسترسي آسان و كارايي بالا در اكسيداسيون گلوكز، به‌عنوان عنصر حسگري انتخاب شد. اين فلز با استفاده از سه تكنيك الكتروشيميايي شامل ولتامتري چرخه‌اي، اعمال پتانسيل ثابت و اعمال جريان ثابت با متغيرهاي دستگاهي مختلف، بر روي بسترهاي متنوع الكترود كار شامل الكترود كربن شيشه‌اي اصلاح‌نشده، اصلاح‌شده با گرافن اكسيد كاهش‌يافته و اصلاح‌شده با نانولوله‌هاي كربني، نشانش شد. از نانولوله‌هاي كربني و گرافن اكسيد كاهش‌يافته جهت بهبود هدايت الكتريكي بستر استفاده شد. اثر غلظت گلوكز محيط بر شدت سيگنال‌ها با استفاده از تست ولتامتري پالس تفاضلي، مورد بررسي قرار گرفت و بدين ترتيب براي هر حسگر منحني كاليبراسيون رسم شد و ارقام شايستگي بررسي گرديد. بهينه‌ترين حسگر بدست آمده بر اساس ارقام شايستگي يعني حسگر ساخته شده بر روي بستر كربن شيشه‌اي اصلاح نشده با تكنيك ولتامتري چرخه‌اي و سرعت روبش mV/s 75 بود. در اين حسگر حساسيت µA.mM-1.cm-2 26147 ، حد تشخيص mmol/L 000040/0 و انحراف استاندارد نسبي در غلظت mmol/L 0001/0 برابر با 96/0 و در غلظت mmol/L 0009/0 برابر با 95/0 ملاحظه شد. جهت ساخت حسگر پوشيدني ياد شده، از فيلتر كاغذي تحت عنوان بستر حسگر استفاده شد كه به منظور پوشاندن تخلخل آن و تهيه بستر يكنواخت، با لايه‌اي از محلول 5% وزني/ وزني پليمر ترموپلاست پلي‌يورتان حل شده در حلال تترا هيدرو فوران پوشش داده شد. در قدم اول تنها الكترود كار بر روي بستر پوشيدني چاپ گرديد و از الكترود مقابل پلاتين و الكترود مرجع نقره/ نقره كلريد تجاري براي تكميل سيستم سه الكترودي استفاده شد. جوهر استفاده شده در چاپ دستي الكترود كار از حل كردن پودر گرافيت در محلول 5% وزني/ وزني ترموپلاست پلي‌يورتان /تترا هيدرو فوران ساخته شد. سپس نيكل مشابه با بهينه‌ترين سيستم غيرپوشيدني، بر روي الكترود كار حاصل نشانش گرديد. مشابه مرحله قبل، اثر غلظت گلوكز محيط بر شدت سيگنال‌ها با استفاده از تست ولتامتري پالس تفاضلي، مورد بررسي قرار گرفت. ارقام شايستگي در اين حسگر نيز بدست آمد. حساسيت حسگر بهينه µA.mM-1.cm-2 65/57، حد تشخيص mmol/L 0035/0 و انحراف استاندارد نسبي در غلظت mmol/L 0001/0 برابر با 5/2 و در غلظت mmol/L 0009/0 برابر با 1/6 ملاحظه شد. در قدم دوم هر سه الكترود بر روي بستر پوشيدني پوشش داده شده، چاپ شدند. الكترود شبه مرجع با چسب نقره بر روي فيلتر كاغذي پوشش داده شده، چاپ شد و پس از خشك شدن الكترود مقابل پلاتين و الكترود كار طبق آنچه در مرحله اول براي چاپ الكترود كار ذكر شد بر روي بستر مذكور چاپ گرديدند. رسانايي الكترودهاي چاپ شده تست شد و سپس نيكل مشابه با بهينه‌ترين سيستم غيرپوشيدني، بر روي الكترود كار چاپ شده نشانش گرديد. اثر غلظت گلوكز محيط بر شدت سيگنال‌ها با استفاده از تست ولتامتري پالس تفاضلي، مورد بررسي قرار گرفت. براي سيستم‌هاي پوشيدني نيز، منحني‌هاي كاليبراسيون و ارقام شايستگي مورد مطالعه قرار گرفتند. حساسيت اين حسگر µA.mM-1.cm-2 68/4، حد تشخيص mmol/L 003/0 و انحراف استاندارد نسبي در غلظت mmol/L 0001/0 برابر با 62/0 و در غلظت mmol/L 0009/0 برابر با 1/6 ملاحظه شد.

232891

شيمي تجزيه

شيمي

دانشگاه صنعتي اصفهان