پژوهشگران ایرانی با استفاده از فیلم نانوساختار کربن گرماکافتی موفق به ساخت حسگری شدند که قادر به اندازه‌گیری دقیق و همزمان ترکیبات شیمیایی الکتروفعال نظیر اﺳﯿﺪ اورﯾﮏ(UA) ، اﺳﯿﺪ آﺳﮑﻮرﺑﯿﮏ (AA) و دوﭘﺎﻣﯿﻦ(DA) حتی در مقادیر ناچیز است.
تولید حسگر از فیلم کربنی برای اندازه‌گیری ترکیبات الکتروفعال
پژوهشگران ایرانی با استفاده از فیلم نانوساختار کربن گرماکافتی موفق به ساخت حسگری شدند که قادر به اندازه‌گیری دقیق و همزمان ترکیبات شیمیایی الکتروفعال نظیر اﺳﯿﺪ اورﯾﮏ(UA)، اﺳﯿﺪ آﺳﮑﻮرﺑﯿﮏ (AA) و دوﭘﺎﻣﯿﻦ(DA) حتی در مقادیر ناچیز است. این حسگر که روش تولید آن نسبتا کم هزینه است، دارای حساسیت و گزینش پذیری بالایی بوده و در صنایع پزشکی، محیط زیست،کشاورزی و نظامی قابل کاربرد است.
از آنجا که میزان غلظت اﺳﯿﺪ آﺳﮑﻮرﺑﯿﮏ، اسید اوریک و دوپامین می‌تواند نشانگر طیف گسترده‌ای از بیماری‌ها و اختلالات باشد و با توجه به این نکته که این ترکیبات معمولاً به صورت همزمان در سیستم‌های زنده وجود دارند، توسعه روش‌هایی برای اندازه‌گیری همزمان آن‌ها از توجه خاصی برخوردار است؛ علاوه بر این، با در نظر گرفتن اکسید شدن سریع این ترکیبات، استفاده از حسگرهای زیستی مبتنی بر روش الکتروشیمیایی کاملاً مهم است.
یکی از اشکالات اساسی در ارتباط با مواد به کار رفته در ساخت الکترودهای معمول، انتخاب پذیری ضعیف برخاسته از تداخل پیک‌های اکسیداسیون حاصله و تکرارپذیری کم به علت آلوده شدن تدریجی سطح الکترود است. از این رو، پیدا کردن مواد مناسب برای این منظور دارای اهمیت ویژه‌ای است. در سال‌های اخیر، استفاده از گروه جدیدی از مواد کربنی نانوساختار توجه خاصی را دریافت کرده‌اند. از ﺟﻤﻠﻪی اﯾﻦ ﻓﯿﻠﻢﻫﺎی ﮐﺮﺑﻨﯽ، ﮐﺮﺑﻦ ﮔﺮﻣﺎﮐﺎﻓﺘﯽ اﺳﺖ ﮐﻪ ﺑﻪ دﻟﯿﻞ ﺳﺎﺧﺘﺎر وﯾﮋه‌ای ﮐﻪ دارد از ﭘﺘﺎﻧﺴﯿﻞ ﺑﺎﻻﯾﯽ ﺑﺮای اﯾﻦ ﻧﻮع ﮐﺎرﺑﺮد ﺑﺮﺧﻮردار اﺳﺖ.
از این رو محققان این طرح، با ﻻﯾﻪﻧﺸﺎﻧﯽ ﻓﯿﻠﻢ ﮐﺮﺑﻦ ﮔﺮﻣﺎﮐﺎﻓﺘﯽ ﺑﺎ ﺿﺨﺎﻣﺖ در ﺣﺪود ﭼﻨﺪ میکرومتر، با روش رﺳﻮب دﻫﯽ ﺷﯿﻤﯿﺎﯾﯽ در ﻓﺎز ﺑﺨﺎر روی ﯾﮏ ﺳﻮﺑﺴﺘﺮای ﻣﻨﺎﺳب به ساخت حسگر مورد نظر پرداختند. ﻓﺮآﯾﻨﺪ لایه نشانی درون ﯾﮏ رآﮐﺘﻮر ﻣﻨﺎﺳﺐ و در دﻣﺎی ﺑﺎﻻ ﮐﻪ ﺗﻮﺳﻂ ﯾﮏ ﮐﻮره‌ی ﻟﻮﻟﻪای ﺗﺎﻣﯿﻦ می‌شد صورت گرفت. ﻫﻤﭽﻨﯿﻦ ﺑﺮای اﻧﺠﺎم ﻓﺮآﯾﻨﺪ از ﮔﺎزﻫﺎی ﻫﯿﺪروﮐﺮﺑﻨﯽ ﺳﺒﮏ ﻣﺜﻞ ﻣﺘﺎن ﯾﺎ اﺳﺘﯿﻠﻦ اﺳﺘﻔﺎده شد. در ﻣﺮﺣﻠﻪی ﺑﻌﺪ ﺑﺎ روشﻫﺎی اﻟﮑﺘﺮوشیمیایی از ﺟﻤﻠﻪ وﻟﺘﺎﻣﺘﺮی ﭼﺮﺧﻪای و آﻣﭙﺮوﻣﺘﺮی از اﯾﻦ اﻟﮑﺘﺮود ﺑﺮای اﻧﺪازهﮔﯿﺮی اسید آسکوربیک، اسید اوریک و دوپامین اﺳﺘﻔﺎده ﺷﺪه اﺳﺖ.
دکتر ﻣﺠﺘﺒﯽ ﻫﺎدی ﺑﯿﺪاﺧﻮﯾﺪی، ﻋﻀﻮ ﻫﯿأت ﻋﻠﻤﯽ ﮔﺮوه ﺷﯿﻤﯽ داﻧﺸﮕﺎه ﻗﻢ، در رابطه با این کار تحقیقاتی بیان کرد: «در اﻟﮑﺘﺮودﻫﺎی ﮐﺮﺑﻨﯽ، ﻣﺒﺎدﻟﻪ اﻟﮑﺘﺮون در واﮐﻨﺶﻫﺎی اﻟﮑﺘﺮوﺷﯿﻤﯿﺎﯾﯽ از ﻣﮑﺎنﻫﺎی ﻓﻌﺎل ﺳﻄﺤﯽ ﻗﺎﺑﻞ اﻧﺠﺎم اﺳﺖ. اﯾﻦ ﻣﮑﺎنﻫﺎی ﻓﻌﺎل در اﺻﻞ ﻧﻘﺎط ﻟﺒﻪای ﺻﻔﺤﺎت ﮔﺮاﻓﯿﺘﯽ ﻫﺴﺘﻨﺪ. ﺑﻪ اﯾﻦ ﺗﺮﺗﯿﺐ ﻫﺮ ﭼﻪ در ﯾﮏ ﺳﺎﺧﺘﺎر ﮐﺮﺑﻨﯽ، ﺑﻠﻮرﻫﺎی ﮔﺮاﻓﯿﺘﯽ ﮐﻮﭼﮏﺗﺮ و ﻓﺸﺮدهﺗﺮ ﺑﺎﺷﻨﺪ، داﻧﺴﯿﺘﻪی ﻟﺒﻪﻫﺎ ﯾﺎ ﻣﮑﺎنﻫﺎی ﻓﻌﺎل در ﺳﻄﺢ ﺑﯿﺸﺘﺮ و ﭘﺎﺳﺦ اﻟﮑﺘﺮوﺷﯿﻤﯿﺎﯾﯽ ﺑﻬﺘﺮی را ﻣﯽﺗﻮان اﻧﺘﻈﺎر داﺷﺖ. ﺑﺎ ﺗﻮﺟﻪ ﺑﻪ اﯾﻦ ﮐﻪ ﺳﺎﺧﺘﺎر ﮐﺮﺑﻦ ﮔﺮﻣﺎﮐﺎﻓﺘﯽ از رﯾﺰﺑﻠﻮرﻫﺎی ﮔﺮاﻓﯿﺘﯽ ﺑﺎ اﺑﻌﺎد ﺗﻨﻬﺎ ﭼﻨﺪ ﻧﺎﻧﻮﻣﺘﺮ ﺗﺸﮑﯿﻞ ﺷﺪه اﺳﺖ ﮐﻪ ﺑﻪ ﺷﮑﻠﯽ ﻓﺸﺮده و ﺑﺎ ﻧﻈﻤﯽ ﺑﺎﻻ ﺗﻮده ﺷﺪه‌اﻧﺪ، داﻧﺴﯿﺘﻪی ﻣﮑﺎنﻫﺎی ﻓﻌﺎل در ﺳﻄﺢ ﺑﺴﯿﺎر ﺑﺎﻻ ﺑﻮده و ﺳﺒﺐ ﻣﯽﺷﻮد ﮐﻪ اﯾﻦ اﻟﮑﺘﺮود ﭘﺎﺳﺦ اﻟﮑﺘﺮوﺷﯿﻤﯿﺎﯾﯽ ﻗﺎﺑﻞ ﺗﻮﺟﻬﯽ را ﻧﺸﺎن دﻫﺪ.»
نتایج این تحقیق که برگرفته از پایان نامه دکتر مجتبی هادی بیداخویدی بود بیانگر تولید حسگری با عملکرد الکتروشیمیایی قابل مقایسه و یا در برخی موارد حتی کمی بهتر از بسیاری از الکترودهای اصلاح شده شیمیایی معمول برای سنجش همزمان گونه‌های بیولوژیکی مدنظر بود. این حسگر همچنین دارای ویژگی‌های برجسته‌ای نظیر حساسیت بالا، حد تشخیص پایین، محدوده کالیبراسیون خطی خوب، و تکرارپذیری است.
با توجه به این مطلب که در هر اجرا از فرآیند تولید در این پژوهش امکان ساخت حدود ۱۰۰ الکترود وجود داشت، می‌توان گفت طراحی نسبتاً کم هزینه این الکترود تحت فشار اتمسفر، و مصرف گاز ناچیز از دیگر مزایای این الکترود به شمار می‌روند. از این رو طبق گفته‌های هادی، این پژوهشگران به دنبال پیگیری این طرح ﺗﺎ ﻣﺮﺣﻠﻪی ﺗﺠﺎری ﺷﺪن و رﺳﯿﺪن ﺑﻪ ﻣﺤﺼﻮﻻت ﻗﺎﺑﻞ رﻗﺎﺑﺖ در ﺑﺎزار هستند.
جدیدترین نتایج این کار تحقیقاتی که به دست دکتر ﻣﺠﺘﺒﯽ ﻫﺎدی ﺑﯿﺪاﺧﻮﯾﺪی و دﮐﺘﺮ اﺣﻤﺪ روح اﻟﻬﯽ، ﻋﻀﻮ ﻫﯿأت ﻋﻠﻤﯽ ﮔﺮوه ﺷﯿﻤﯽ داﻧﺸﮕﺎه ﺻﻨﻌﺘﯽ ﺧﻮاﺟﻪ ﻧﺼﯿﺮاﻟﺪﯾﻦ ﻃﻮﺳﯽ صورت گرفته است، در مجله Analytica Chimica Acta (جلد ۷۲۱، ماه فوریه سال ۲۰۱۲، صفحات ۵۵ تا ۶۰) منتشر شده است.
