اندازه گیری الکتروکاتالیزی برخی ترکیبات بیولوژیک با بکار گیری نانو لوله های کربنی به عنوان سنسور و اصلاحگر آلی در سطح الکترود خمیر کربن

در این پروژه ی تحقیقاتی، آمینواسیدهایی از جمله l- سیستئین و تریپتوفان به صورت همزمان و همچنین گلوتاتیون با استفاده از الکترود خمیر نانولوله ی کربنی اصلاح شده ی پارا آمینو فنل اندازه گیری شدند. تکنیک های ولتامتری چرخه ای، ولتامتری پالسی تفاضلی، ولتامتری موج مربعی، کرونوآمپرومتری و طیف بینی امپدانس الکتروشیمیایی برای اندازه گیری آمینواسیدهای مورد نظر استفاده شده است. با کمک مطالعات ولتامتری چرخه ای مشخص گردید که اکسایش این آمینواسیدها بر روی سطح الکترود خمیر کربن ساده در پتانسیل های بالا انجام می شود. استفاده از اصلاحگر پارا آمینو فنل در سطح الکترود خمیر کربن باعث انجام واکنش الکتروکاتالیزی شده، بنابراین اضافه ولتاژ اکسیداسیون این گونه ها را کاهش می دهد. با استفاده از تکنیک ولتامتری پالسی تفاضلی مشخص گردید که سیگنال های مربوط به اکسیداسیون l- سیستئین و تریپتوفان با تفاوت پتانسیل 60/0 ولت به طور کامل از یکدیگر جدا می شوند. در حالی که در سطح الکترود خمیر کربن ساده با یکدیگر همپوشانی دارند. استفاده از پودر نانو لوله ی کربنی در ساخت الکترود خمیر کربن، باعث افزایش جریان گونه ها در سطح الکترود و در نتیجه افزایش حساسیت اندازه گیری می شود. بنابراین نتایج نشان می دهد که استفاده از اصلاحگر پارا آمینو فنل و پودر نانولوله ی کربنی باعث کاهش اضافه ولتاژ آمینواسیدها و افزایش حساسیت اندازه گیری می شوند. برای اندازه گیری آمینو اسیدهای l- سیستئین، تریپتوفان و گلوتاتیون با استفاده از الکترود خمیر نانولوله ی کربنی اصلاح شده ی پارا آمینو فنل، پارامترهای دستگاهی و غلظتی بهینه گردید. 0/6 =ph به عنوان بافر بهینه برای اندازه-گیری l- سیستئین و تریپتوفان، همچنین 0/5 = ph برای اندازه گیری گلوتاتیون انتخاب شد. تحت شرایط بهینه، منحنی تنظیم با استفاده از تکنیک ولتامتری پالسی تفاضلی رسم گردید که ناحیه ی خطی 5/0 تا 0/100 میکرو مولار، 0/10 تا 0/300 میکرو مولار و همچنین حد تشخیص 3/0 و 7/5 به ترتیب برای l- سیستئین و تریپتوفان به دست آمد. با استفاده از روش ولتامتری موج مربعی، منحنی تنظیم برای گلوتاتیون به دست آمد که نتایج نشان دهنده ی دو ناحیه ی خطی غلظتی برای گلوتاتیون می باشد. ناحیه ی خطی اول در محدوده ی غلظتی 2/0 تا 3/4 میکرومولار و ناحیه ی غلظتی دوم در محدوده ی 3/4 تا 0/100 میکرومولار و حد تشخیص گلوتاتیون 09/0 میکرومولار به دست آمد. انحراف استاندارد نسبی برای ده بار اندازه گیری تکراری غلظت های 0/10 میکرومولار l- سیستئین و گلوتاتیون به ترتیب 4/2 و 1/2 درصد حاصل شد. تکنیک کرونوآمپرومتری برای اندازه گیری ثابت سرعت کاتالیزوری و ضریب نفوذ استفاده شد. ثابت سرعت و ضریب نفوذ l- سیستئین به ترتیب m-1 s-1 103×36/4 =kh و cm2 s-1 4-10×20/6=d و برای گلوتاتیون به ترتیب m-1 s-1 103 ×30/9 kh=و cm2 s-1 4-10 × 00/6=d حاصل گردید. روش پیشنهادی برای اندازه گیری l- سیستئین و تریپتوفان در نمونه های حقیقی ادرار، قرص، آب رودخانه، سرم و پلاسمای خون و همچنین اندازه گیری گلوتاتیون در پلاسمای خون مورد استفاده قرار گرفت. برای اندازه گیری گلوتاتیون نیز از نمونه های حقیقی ادرار و اریتروسیت خون استفاده گردید.