گروهی از پژوهشگران دانشگاه کردستان با تهیه و ساخت الکترود کربن شیشهای (GC) اصلاح شده با نانوکامپوزیت نانولولههای کربن چنددیواره، نانوزیستحسگرهایی تولید کردند که توانایی شناسایی مقادیر جزئی اتانول در محیط را داراست.
ساخت نانوزیستحسگرهای حساس به اتانول در دانشگاه کردستان
|
گروهی از پژوهشگران دانشگاه کردستان با تهیه و ساخت الکترود کربن شیشهای (GC) اصلاح شده با نانوکامپوزیت نانولولههای کربن چنددیواره، نانوزیستحسگرهایی تولید کردند که توانایی شناسایی مقادیر جزئی اتانول در محیط را داراست.
اتانول به عنوان یک ماده سمی و اشتعالزا شناخته میشود که در اثر تخمیر مواد غذایی حاوی قند نیز با درصد ناچیزی تولید میشود. تخمیر مواد غذایی در برخی موارد منجر به فاسد شدن آن نیز میشود و شناسایی این مقدار اندک اتانول تولید شده یکی از راههای تشخیص مواد غذایی فاسد است. همچنین اتانول مصارف دارویی متعددی با درصدهای کم دارد که برای تشخیص کیفیت این مواد دارویی مقدار اتانول استفاده شده نیز یکی از معیارها میتواند باشد.
یک گروه پژوهشی از دانشگاه کردستان با تهیه بستری مناسب جهت تثبیت الکتروشیمیایی محصولات اکسایش ((+NAD+ (Ox-P (NAD و طی اکسایش مولکول +NAD در پتانسیلهای بالای V 1.2 ترکیبی با گروههای عاملی کینون-ایمینی تهیه کردند که این گروه عاملی، میتواند از حد واسطهای بسیار مؤثر در اکسایش الکتروکاتالیزوری NADH باشد. سپس با استفاده از آنزیم الکل دهیدروژناز (ADH) به عنوان آنزیم مدل، یک زیستحسگر جدید و کارا برای آنالیز اتانول معرفی شده است.
دکتر عبدالله سلیمی استاد راهنمای این پروژه در این باره اضافه کرد: «در این کار، الکترود کربن شیشهای (GC) اصلاح شده با نانوکامپوزیت نانولولههای کربن چنددیواره/مایع یونی N- بوتیل- N- متیل- پیرولیدینیم- بیس (تری فلوئورو متیل سولفونیل) ایمید (MWCNTs/IL) به عنوان بستری عالی جهت تثبیت الکتروشیمیایی محصولات اکسایش ((+NAD+ (Ox-P (NAD بهکار گرفته شده است. طی اکسایش مولکول +NAD در پتانسیلهای بالای V 1.2، بخش آدنینی مولکول در دو مرحله دو الکترونی-دو پروتونی اکسید شده و منجر به ایجاد ترکیبی با گروههای عاملی کینون-ایمینی شده که این گروه عاملی، میتواند از حدواسطهای بسیار مؤثر در اکسایش الکتروکاتالیزوری NADH باشد. نتایج به دست آمده حاکی از توانایی الکترود GC اصلاح شده با +(MWCNTs/IL/Ox-P (NAD جهت کاتالیز اکسایش NADH در پتانسیل بسیار پایین (V ۰٫۵ نسبت به Ag/AgCl) و در نتیجه مقدار کاهش قابل توجهی در اضافه ولتاژ (حدود mV 600) در قیاس با الکترود GC اصلاح نشده بود. در مرحله بعد با استفاده از آنزیم الکل دهیدروژناز (ADH) به عنوان آنزیم مدل، یک نانوزیستحسگر جدید و کارا برای آنالیز اتانول معرفی شده است.»
او در ادامه افزود: «استفاده از نانوکامپوزیت حاوی نانولولههای کربنی چنددیواره و مایع یونی به عنوان بستر برای تثبیت محصولات اکسایش +NAD که منجر به ایجاد یک سیستم کاتالیزوری با حساسیت بسیار بالا و پتانسیل مازاد بسیار کم در اکسایش NADH میشود را میتوان از ویژگیهای نوآورانه این کار برشمرد.»
همچنین نانولولههای کربنی به علت استحکام مکانیکی بالایی که دارند، سبب پایداری بسیار خوب سیستم فوق شده و در کنار این استحکام بالا، خواص الکترونی منحصربهفرد نانولولهها، سبب تسریع فرآیندهای انتقال الکترونی در سطح الکترود شده است. بکارگیری نانوکامپوزیت حاوی نانولولههای کربنی و مایع یونی برای تثبیت حد واسط انتقال الکترونی (محصولات اکسایش +NAD) باعث میگردد که میزان آلودگی سطح به حداقل خود برسد (anti-fouling property) و در نتیجه سیستم، پایداری کاری (operational stability) و نیز طولانی مدت (long-term stability) بسیار خوبی داشته باشد.
به گفته دکتر سلیمی ساخت حسگرهای دیگر شامل زیستحسگرها، ایمنیحسگرها و آپتاحسگرها مبتنی بر نانوکامپوزیت حاصل از مایع یونی و نانولولههای کربنی هماکنون در حال اجرا بوده و نتایج قابل توجهی نیز به دست آمدهاند که بزودی نسبت به ثبت این نتایج نیز اقدام خواهد شد.
نتایج این پژوهش که حاصل کار تحقیقاتی یک تیم پژوهشی متشکل از دکتر هژیر تیموریان، دکتر عبدالله سلیمی و دکتر رحمان حلاج بوده است؛ در مجله Talanta (جلد ۹۰، ۱۵ فوریه سال ۲۰۱۲) منتشر شده است. علاقمندان میتوانند متن مقاله را در صفحات ۹۱ الی ۹۸ همین شماره مشاهده نمایند. |
