به کارگیری پلیمرهای رسانا و نانومواد در ساخت حسگرهای الکتروشیمیایی برای اندازه گیری مواد مهم بیولوژیکی

از آنجا که ساخت حسگرهای الکتروشیمیایی بر پایه پلیمرهای رسانا مزایای زیادی را به دنبال دارند، در قسمت اول این تحقیق فیلم پلیمری جدیدی در سطح الکترود ساخته شد و از الکترود اصلاح شده با آن فیلم به عنوان یک حسگر الکتروشیمیایی استفاده گردید. بعد از بررسی مکانیسم الکتروپلیمریزاسیون پلی (پارافنیلن دی آمین) در سطح الکترود کربن شیشه ای و پیشنهاد ساختار احتمالی برای پلیمر، رفتار الکتروشیمیایی الکترود اصلاح شده مورد بررسی قرار گرفت. پلیمر پلی (پارافنیلن دی آمین) دارای رفتار ردوکس شبه برگشت پذیر بوده و در اکسایش آسکوربیک اسید از خود فعالیت الکتروکاتالیزوری نشان داد. الکترود اصلاح شده با این پلیمر به عنوان یک حسگر الکتروشیمیایی برای اندازه گیری آسکوربیک اسید به کار رفت و گستره ی خطـی µm 0/2000-0/2 و حد تشخیص µm 4/0 را برای آن بدست آورد. این حسگر در اندازه گیری همزمان گونه های آسکوربیک اسید، دوپامین و اوریک اسید به خوبی استفاده شد و دارای گستره-ی خطی µm 0/1000-0/10 و µm 0/1600-0/50 و حد تشخیص µm 0/1 و µm 5/2 به ترتیب برای گونه های دوپامین و اوریک اسید بود. نانومواد گوناگون استفاده ی روزافزونی در ساخت الکترودهای اصلاح شده و حسگرهای الکتروشیمیایی دارند و استفاده از نانومواد جدید یکی از اهداف محققان الکتروشیمی در این زمینه می باشد. بنابراین در قسمت دوم این تحقیق از نانوذارت mcm-41 برای اصلاح الکترود خمیر کربن به عنوان یک حسگر الکتروشیمیایی استفاده شد. رفتار الکتروشیمیایی دو دسته از مواد بیولوژیکی مهم در سطح این الکترود بررسی گردید. در دسته اول حسگر ساخته شده توانست با جداسازی پتانسیل اکسایشی گونه های لوودوپا و کاربیدوپا به اندازه گیری همزمان آن ها بپردازد. گستره خطی و حد تشخیص برای لوودوپا به ترتیب µm 0/1250-13/0 و µm 072/0 و برای کاربیدوپا به ترتیب µm 0/800-0/50 و µm 0/7 بدست آمد. در دسته دوم حسگر ساخته شده با نانوذارت mcm-41 به طور موفقیت آمیزی برای اندازه گیری همزمان گونه های نوراپی نفرین، استامینوفن و فولیک اسید به کار رفت و حدود تشخیص 04/0، 06/0 و µm 7/0 و گستـره-هـای خـطـی 0/2000-07/0، 0/2200-5/0 و µm0/2000-0/5 به ترتیب برای آن ها بدست آمد. در قسمت بعدی این تحقیق از یک ترکیب آلی سنتز شده ی جدید در اصلاح الکترود خمیر کربن استفاده گردید. برای بهره بردن از مزایای نانولوله های کربنی آن ها نیز به الکترود اصلاح شده اضافه شدند. رفتار الکتروشیمیایی این الکترود مورد بررسی قرار گرفت و پارامترهای الکتروشیمیایی مختلفی برای ترکیب آلی بدست آمد. الکترود اصلاح شده اکسایش گونه های کاپتوپریل، نوراپی نفرین و گلوتاتیون را کاتالیز کرده و باعث افزایش جریان و کاهش پتانسیل آندی آن ها شد. در قسمت اول، حسگر ساخته شده دارای گستره خطی µm 800-2/0 و حد تشخیص µm 07/0 برای گونه ی کاپتوپریل بود و با جداسازی پیک ولتامتری گونه های کاپتوپریل، استامینوفن و تریپتوفان در اندازه گیری همزمان آن ها به کار گرفته شد. در قسمت دوم، این حسگر گستره خطی µm 0/1500-2/0 و حد تشخیص µm 04/0 را برای نوراپی نفرین نشان داد و برای اندازه گیری همزمان نوراپی نفرین، استامینوفن و تریپتوفان استفاده شد. در قسمت سوم، این حسگر در اندازه گیری گلوتاتیون استفاده شده که دارای گستره خطی µm 0/700-4/0 و حـد تشخیص µm 07/0 برای آن گونه بود و همچنین با جدا کردن پیک ولتامتری گونه های گلوتاتیون، اوریک اسید و d-پنیسیل آمین توانست در اندازه گیری همزمان آن ها به کار رود. تهیه الکترود خمیر کربن اصلاح شده با یک کمپلکس از فلز روتنیوم و نانولوله های کربنی و استفاده از آن به صورت یک حسگر الکتروشیمیایی برای اندازه گیری الکتروکاتالیزوری d-پنیسیل آمین، کار بعدی در این تحقیق بود. بعد از بررسی رفتار الکتروشیمیایی این الکترود و محاسبه بعضی از پارامترها، اکسایش الکتروکاتالیستی d-پنیسیل آمین در سطح این الکترود مطالعه گردید. حسگر ساخته شده دارای گستره خطی µm 850-2/0 و حد تشخیص µm 08/0 برای گونه d-پنیسیل آمین بود. همچنین این حسگر توانست پیک های ولتامتری گونه های d-پنیسیل آمین، دوپامین و 6-تیوگوانین را به مقدار زیادی از یکدیگـر جدا کند. گستـره هـای خـطی 0/700-0/10 و µm 0/600-0/30 و حدود تشخیـص 0/3 و µm 5/8 به ترتیب برای گونه های دوپامین و 6-تیوگوانین به وسیله حسگر ساخته شده بدست آمد. در قسمت پایانی این پژوهش برای استفاده همزمان از مزایای نانوفناوری و پلیمرهای رسانا در ساخت حسگرهای الکتروشیمیایی، نانوساختار پلی آنیلین داپ شده با تنگستوفسفریک اسید برای اصلاح الکترود خمیر کربن به کار گرفته شد. حسگر ساخته شده با این نانوساختار پلیمری فعالیت کاتالیستی خوبی در اکسایش گونه های بیولوژیکی نوراپی نفرین، استامینوفن و فولیک اسید نشان داد. به طوری که اضافه ولتاژ این گونه ها در سطح الکترود اصلاح شده نسبت به الکترود اصلاح نشده به ترتیب 200، 130 و mv 40 کاهش داشته و جریان اکسایشی آن ها افزایش یافت. این حسگر دارای گستره خطی m 3-10×0/2 – 8-10×0/8 و حد تشخیص m 8-10×0/5 برای گونه نوراپی نفرین، گستره خطی m 3-10×9/1 – 7-10×0/9 و حد تشخیص m 7-10×0/2 برای گونه استامینوفن و گستره خطی m 3-10×1/2 – 6-10×0/2 و حد تشخیص m 7-10×0/3 برای گونه فولیک اسید بود. اندازه گیری همزمان این گونه ها به وسیله حسگر ساخته شده با جدایی پیک mv 220 بین نوراپی نفرین و استامینوفن و جدایی پیک mv 310 بین استامینوفن و فولیک اسید انجام گرفت.