طراحی حسگرهای رنگی برای شناسایی کیفی و کمی گونه های مهم زیستی

در قسمت اول این تحقیق، یک حسگر شیمیایی رنگ سنجی ساده و گزینش پذیر برای شناسایی کمی و کیفی سیستئین در نمونه ی ادرار انسانی طراحی شد. در این حسگر، رنگ تجاری زینکون به عنوان شناساگر در کمپلکس با یونهای روی به عنوان پذیرنده در یک سیستم ارزیابی جانشینی شناساگر استفاده گردید. افزودن سیستئین به محلول کمپلکس زینکون-روی منجر به انجام یک واکنش تبادل لیگاند بین زینکون و سیستئین می شود، که با جابجایی طول موج ماکزیمم جذب شناساگر از 617 نانومتر به 484 نانومتر ( nm133 ? =?) و تغییر رنگ مشهود محلول از آبی به زرد متمایل به نارنجی همراه است. ثابت تشکیل کمپلکس برای اتصال زینکون به روی (107×01/1k = ) و واکنش جانشینی کمپلکس روی با سیستئین )1011×10/4 (k = از طریق تیتراسیون رنگ سنجی و تجزیه ی رگرسیونی غیرخطی داده های طیفی ومقایسه ی نتایج با الگوریتم نیوتن-گوس-لون برگ تعیین گردید. پاسخ خطی شدت جذب به صورت تابعی از غلظت سیستئین در محدوده ی غلظتی 4-94 میکرومولار با حد تشخیص 1 میکرومولار بدست آمد. انحراف استاندارد نسبی برای ده بار اندازه گیری سیستئین با غلظت 100 میکرومولار به میزان 24/0درصد محاسبه گردید. حسگر شیمیایی طراحی شده، به طور موفقیت-آمیزی برای تشخیص کمی و کیفی سیستئین در نمونه های ادرار انسان با بازیابی 91 تا 113 درصد به کار رفت. در قسمت دوم این تحقیق، اولین حسگر شیمیایی کروموفلوروژنیک 5-{4-(6.4-دی اُکسو-2-تیوکسوهگزاهیدرو-5-پیریمیدینیلیدن متیل)(فنیل)آنیلینو]فنیل متیلن}-2-تیوکسوهگزاهیدرو-6.4-پیریمیدین دی اُن (dtba-tpa)، بعنوان یک ترکیب سوپرمولکولی الکترون دهنده-پذیرنده، به منظور شناسایی کمی و کیفی تریپتامین در محلولهای غیر آبی طراحی و سنتز شد. حسگر شیمیایی طراحی-شده، دارای نشر فلورسانس نسبتاً قوی در طول موج ماکزیمم 368 نانومتر در حلال متانول می باشد. با افزایش تریپتامین، شدت نشر حسگر شیمیایی طراحی شده به دلیل پیوند هیدروژنی بین اتمهای اکسیژن گروه کربونیل بخش تیوباربیتوریک اسید در ساختار حسگر با گروه –nh بخش پیرولی در ساختار تریپتامین و تشکیل یک کمپلکس پایدار، افزایش پیدا می کند. علاوه بر این، با افزایش تریپتامین به محلول حسگر طراحی شده، شدت جذب حسگر شیمیایی در طول موج ماکزیمم 498 نانومتر کاهش و رنگ محلول از قرمز متمایل به قهوه ای به بی رنگ تغییر می کند. با توجه به پاسخ های کروموفلوروژنیک حسگر طراحی شده با حساسیت و گزینش پذیری بالا و حدتشخیص بدست آمده برای تریپتامین نسبت به سایر گونه های مهم موجود در ماتریس های زیستی، کاربردی بودن حسگر طراحی-شده برای شناسایی کمی و کیفی تریپتامین در نمونه های زیستی پیشنهاد می شود. در قسمت سوم این تحقیق، یک آرایه حسگر شیمیایی رنگ سنجی ساده حاوی هشت حسگر شیمیایی طراحی شده متشکل از رنگهای تجاری به عنوان شناساگر و نمک های فلزی به عنوان پذیرنده جهت شناسایی و تمایز تعدادی از کربوکیسلیک اسیدهای مهم در ادرار انسان طراحی شد. توان افتراقی این آرایه با استفاده از روشهای آنالیز جزء اصلی، آنالیز نزدیکترین همسایه بر پایه ی آنالیز خوشه بندی سلسله مراتبی و تحلیل افتراقی خطی ارزیابی شد. این آرایه ی طراحی شده به نحو بسیار مطلوبی یازده نوع کربوکسیلیک اسید محلول در آب را با صحت و دقت دسته بندی 100% شناسایی و متمایز نمود. برای اثبات قابلیت آرایه ی طراحی شده برای کاربرد عملی در محیطهای زیستی، آنالیز کربوکسیلیک-اسیدها در ادرار انسان نیز به درستی انجام و صحت دسته بندی 100% حاصل شد. بعلاوه، عملکرد آرایه در شناسایی شبه کمی کربوکسیلیک اسیدها بررسی شد و نتایج حاکی از آن بود که آرایه ی حسگر شیمیایی طراحی شده می تواند بین هفت نوع کربوکیسیک اسید انتخاب شده بصورت تصادفی در محدوده ی غلظتی 100 تا 1000 میکرومولار تمایز قائل شود. این نتایج، کاربرد بالقوه ی آرایه ی حسگر طراحی شده جهت تشخیص و سایر کاربردهای پایش پزشکی را نشان می دهد.