طراحي و ساخت حسگرهاي فلورسانس بر پايه ي نقاط كوانتومي كربني و نقاط كوانتومي نقره سولفيد براي اندازه گيري تيامين، كافئين، اتيون و سريم

دكتري

در رساله حاضر پنج كار تحقيقاتي گردآوري شده است. در نخستين كار پژوهشي، از حسگر فلورسانس بر پايه‌ي نقاط كوانتومي كربني براي اندازه‌گيري كافئين استفاده شد. شدت فلورسانس نقاط كوانتومي در حضور يون مس به دليل خاموشي ديناميك كاهش پيدا كرد. با افزوده شدن كافئين، به دليل تمايل بين كافئين و يون مس، فلورسانس نقاط كوانتومي احياء گرديد. ميزان بازيابي شدت فلورسانس جهت ارزيابي كمي غلظت كافئين استفاده شد. فاكتورهاي مؤثر بر پاسخ حسگر نوري به كافئين از جمله زمان، دما، pH و غلظت نقاط كوانتومي با استفاده از روش طراحي آزمايش و به كمك طرح مركب مركزي بهينه شدند. در شرايط بهينه، پاسخ حسگر نوري به كافئين در محدوده¬ي غلظتي 2/0 تا70 ميكرومولار خطي بود. حد تشخيص روش 05/0 ميكرو مولار محاسبه شد. اين حسگرنوري مزاياي زيادي از جمله بدون برچسب بودن، حساسيت بالا، آسان بودن ساخت و انتخاب¬پذيري قابل قبول دارد. در نهايت از اين حسگر نوري براي اندازه¬گيري كافئين در نمونه¬هاي حقيقي مواد غذايي استفاده شد. در دومين پژوهش، نقاط كوانتومي گرافني آلاييده شده با نيتروژن و گوگرد(N,S/GQDs ) براي اندازه¬گيري اتيون، توسط روش تك مرحله¬اي هيدروترمال سنتز شدند. با بهينه سازي شرايط سنتز، نقاط كوانتومي با بازده2/ 23% به دست آمد. فلورسانس نقاط كوانتومي گرافني به دليل برهم¬كنش الكترواستاتيك يون جيوه با سطح منفي آنها، خاموش گرديد. در حضور اتيون، شدت فلورسانس بازيابي شد. مكانيسم فرايند با بررسي رابطه استرن- ولمر در دماهاي مختلف و اندازه گيري پتانسيل زتا بررسي شد.گستره¬ي خطي براي اندازه¬گيري اتيون 2/961 – 2/19 ميكروگرم بر ليتر و حد تشخيص8 ميكروگرم بر ليتر به¬دست آمد. اثر يون¬هاي مزاحم و بررسي كارايي روش در نمونه هاي حقيقي مورد ارزيابي قرار گرفت. در سومين پژوهش، با استفاده از نقاط كوانتومي نقره سولفيد(Ag2S) وكربن نيتريد گرافيتي(g-C3N4) يك حسگر فلورسانس ساده و موثر مبتني بر روش نسبت سنجي براي اندازه-گيري سريم طراحي شد. محصولات سنتز شده با روش¬هاي مختلفي مانندFT-IR، XRD،TEM ، PL و EDS شناسايي شدند. اضافه كردن سريم به پروب، باعث خاموشي نشر فلورسانس g-C3N4 در 443 نانومتر مي¬گردد، در حالي¬كه به دليل مجتمع كردن Ag2S باعث افزايش فلورسانس آن¬ها در 540 نانومتر مي¬شود. با استفاده از تصاوير ميكروسكوپ الكتروني عبوري و اندازه¬گيري سايز هيدروديناميك، مكانيسم ارايه شده تاييد شد. عملكرد تجزيه¬اي پروب بررسي وگستره خطي براي سريم 32-5/0 ميكرو مولار با حد تشخيص 64 نانو مولار به دست آمد. در چهارمين پژوهش، نقاط كوانتومي كربني عاملدار شده با اسيدآمينه(Arg-GQDs) به طور موفقيت آميزي با اسيد سيتريك و آرژنين سنتز شد. Arg-GQDs سنتز شده هنگام تهييج در 350 نانومتر، بيشينه نشري در 448 نانومتر نشان دادند. نقاط كوانتومي كربني به‌عنوان حسگر فلورسانس (خاموش-روشن) براي تعيين تيامين با حساسيت و انتخاب پذيري بالا استفاده گرديد. تاثير پارامترهاي مختلف به وسيله طرح مركب مركزي با روش سطح پاسخ بهينه شد. تحت شرايط بهينه،حسگر فلورسانس به تيامين پاسخي در محدوده غلظتي 8-1/0 ميكرو مولار با حد تشخيص 53 نانو مولار نشان داد. حسگر براي تعيين تيامين در مواد غذايي استفاده شد. حسگر نوري پيشنهادي براي اندازه¬گيري تيامين در نمونه¬هاي غذايي مورد استفاده قرار گرفت. در پنجمين كار تحقيقاتي از گرافن اكسايد عامل دار شده با ليگنو سولفات پلي پيرول براي تهيه¬ي حسگر نوري به منظور اندازه¬گيري يونهاي سرب طراحي شد. جزئيات محاسبه خطي، حد تشخيص، حساسيت، گزينش¬پذيري و زمان پاسخ مورد بحث قرار گرفت. زمان پاسخ غشاء كمتر از 100 ثانيه بر حسب غلظت سرب بود. حسگر براي اندازه گيري يون سرب در نمونه¬هاي آبي استفاده شد.

193280

دانشگاه علم و صنعت ايران

دكتر محمدرضا گنجعلي

شيمي - تجزيه

دكتر روح ا... زارع دورابي - دكتر مرتضي حسيني