طراحی حسگر الکتروشیمیایی با استفاده از نانو مواد به منظور اندازه گیری ساکارز در شربت های چغندرقند

هدف اصلی صنعت تولید قند و شکر، جداسازی ساکارز موجود در چغندر قند به صورت بلور می باشد. بر این اساس وجود روشی مناسب برای سنجش میزان دقیق ساکارز موجود در محلول های قندی در تمامی مراحل ضروری است. روش معمولی که امروزه در کارخانه های قند مورد استفاده می گیرد، روش پلاریمتری است. روش های دیگری مانند کروماتوگرافی مایع با کارایی بالا، کروماتوگرافی گازی، رنگ سنجی، اسپکتروسکوپی، روش های فلوریمتری و روش های آنزیمی نیز برای تشخیص ساکارز گزارش شده اند. اما اغلب این روش ها به علت نیاز به روش های استخراج و خالص سازی مقدماتی هزینه بر و زمان بر بوده و یا تحت تأثیر مزاحمت عوامل مداخله گر قرار می گیرند، که موجب ایجاد محدودیت استفاده از آن ها در کارخانه ها می شود. استفاده از حسگرهای الکتروشیمیایی، روشی ساده و ارزان بوده که به مقادیر بسیار کمی نمونه برای تجزیه نیاز دارد. تا کنون مطالعاتی درباره اندازه گیری ساکارز توسط حسگرهای الکتروشیمیایی انجام شده که موارد بسیاری فاقد انتخابگری مناسب و برخی از آن ها فاقد حساسیت بالا هستند. از طرفی تا کنون مطالعه ای به منظور استفاده از این حسگرها در اندازه گیری ساکارز در شربت های چغندرقندی انجام نشده است. به همین منظور یک روش جدید بر مبنای اصلاح الکترود کربن شیشه ای با نانوکامپوزیت اکسید مس/نانولوله های کربنی چند دیواره استفاده گردید. اثر متغیرهای شیمیایی و دستگاهی مانند غلظت سود و سرعت روبش بهینه سازی گردید. نتایج نشان داد که غلظت 5/0 مولار سود و سرعت روبش 50 میلی ولت برثانیه، بهترین پاسخ ها را ایجاد می کند. در مرحله بعد اکسیداسیون انتخابی ساکارز روی سطح الکترود مورد بررسی قرار گرفت. با استفاده از این حسگر رابطه خطی مناسبی بین شدت جریان و غلظت ساکارز در دامنه 1/0 تا 0/40 میلی مولار مشاهده شد وحد تشخیص 03/0 میلی مولار به دست آمد. همچنین اثر مواد مداخله گر بر اندازه گیری ساکارز در شربت های چغندرقندی مورد بررسی قرار گرفت و نتایج حساسیت و انتخابگری مناسب این حسگر نسبت به موارد مورد بررسی را نشان داد. در مطالعه دیگری به منظور افزایش انتخابگری، برای اندازه گیری دقیق و سریع ساکارز از الکترود اصلاح شده با نانولوله های کربنی و پلیمرهای قالب مولکولی استفاده گردید. ابتدا غلظت ساکارز،تعداد سیکل ولتامتری، ph بافر فسفات، زمان استخراج و زمان جذب در پنج سطح با استفاده از روش رویه سطح پاسخ بهینه سازی شد. شرایط بهینه شامل غلظت 5/2 میلی مولار ساکارز، 25 سیکل ولتامتری، ph 7 بافر فسفات، زمان استخراج 12 دقیقه و زمان جذب 5 دقیقه به دست آمد. سپس توانایی حسگر ساخته شده در اندازه گیری ساکارز بررسی شد. با استــــفاده از این حسگر، غلظت ساکارز در دامنه 01/0 تا 10 میلی مولار دارای رابطه خطی با شدت جریان بود و حدتشخیص 4 میکرو مولار به دست آمد. بررسی تأثیر مواد مزاحمت زای احتمالی نشان دهنده انتخاب گری بسیار خوب این حسگر در اندازه گیری ساکارز در شربت های چغندرقندی بود. در نهایت هر دو حسگر برای اندازه گیری ساکارز در نمونه های واقعی شامل شربت خام، شربت رقیق، شربت غلیظ و ملاس مورد استفاده قرار گرفت. نتایج حاصل از هر دو حسگر با روش استاندارد کروماتوگرافی مایع با کارایی بالا مقایسه شد که کارایی بالای حسگرها در اندازه گیری دقیق و سریع ساکارز تأیید گردید.