تهیه حسگرهای الکتروشیمیایی با استفاده از نانو لوله های کربنی و برخی از نانوذرات اصلاح شده و استفاده از آنها در آنالیز ترکیبات بیولوژیکی و دارویی به روش های ولتامتری

در این رساله، کاربرد نانومواد مانند نانولوله های کربنی چند دیواره و تیتانیوم اکساید در حضور مایعات یونی و یا برخی از حدواسط های آلی/آلی فلزی در اصلاح سطوح الکترود خمیر کربن جهت اندازه گیری ترکیبات دارویی بررسی شده است. در این مطالعه از تکنیک های ولتامتری چرخه ای، کرونوآمپرومتری، ولتامتری موج مربعی، ولتامتری پالس تفاضلی و امپدانس الکتروشیمیایی برای مطالعه رفتار الکتروشیمیایی الکترودهای اصلاح شده در محلول های آبی استفاده شده است. پس از بررسی رفتار الکتروشیمیایی الکترودهای اصلاح شده، کاربرد آنها در اندازه گیری ترکیبات دارویی و بیولوژیکی بررسی شده است. ترکیبات 6-تیوگوانین، فولیک اسید، کاپتوپریل، هیدروکلروتیازید، ایزوپروترنول، سیستامین، تریپتوفان، مرکاپتوپورین، اوریک اسید، پنیسیل آمین، استیل سیستئین، استامینوفن و اسکوربیک اسید به صورت تکی یا چندتایی با حدواسط های پاراآمینوفنل، مشتق کتکولی، مشتقات فروسن، نانوذرات منگنز و نانولوله های کربنی با استفاده از مکانیزم الکتروکاتالیزوری آنالیز شدند. پس از بهینه سازی ساخت الکترودها رفتار الکتروکاتالیزوری حدواسط پاراآمینوفنل در اندازه گیری الکتروکاتالیزوری سیستامین و مرکاپتوپورین، حدواسط n-(4،3-دی هیدروکسی فنیل)-3،5-دی نیتروبنزامید در اندازه گیری الکتروکاتالیزوری استیل سیستئین، پنیسیل آمین، کاپتوپریل و اسکوربیک اسید، حدواسط فروسن دی کربوکسیلیک اسید در اندازه گیری الکتروکاتالیزوری هیدروکلروتیازید، کاپتوپریل و 6-تیوگوانین، حدواسط فروسن مونوکربوکسیلیک اسید در اندازه گیری الکتروکاتالیزوری ایزوپروترنول، نانوذرات فروسن و منگنز در اندازه گیری الکتروکاتالیزوری پنیسیل آمین و کاپتوپریل استفاده شد. در ادامه کاربرد مایع یونی 1-بوتیل-3-متیل ایمیدازولینیوم هگزا فلوئوروفسفات در اصلاح سطوح الکترودی به همراه نانولوله های کربنی چند دیواره در آنالیز مرفین و ایزوپروترنول مورد بررسی قرار گرفت. پارامترهای تاثیرگذار در تهیه این حسگرها مانند درصد مایع یونی و درصد نانولوله های کربنی نیز مورد بررسی قرار گرفت. بررسی های ولتامتری چرخه ای تاثیر همزمان نانولوله های کربنی و مایع یونی را در بهبود آنالیز مرفین و ایزوپروترنول نشان می دهد. پارامترهای سینتیکی مانند ثابت سرعت الکتروکاتالیزوری بین گونه های الکترواکتیو موجود در سطح الکترود و ترکیبات مورد آنالیز و ضریب انتقال در تمام مطالعات الکتروکاتالیزوری تعیین شدند. از تکنیک های ولتامتری پالس تفاضلی، ولتامتری موج مربعی و ولتامتری روبش خطی برای تعیین گستره غلظتی و تعیین حد تشخیص گونه های ذکر شده استفاده گردید. در ادامه، آنالیز همزمان ترکیبات استیل سیستئین و استامینوفن مورد بررسی قرار گرفت. بررسی ها نشان داد که این دو ترکیب در سطح الکترودهای اصلاح نشده یک دماغه نشان می دهند در حالیکه در سطح الکترود اصلاح شده دو دماغه مجزا با اختلاف پتانسیل مناسب برای آنالیز این دو ترکیب در حضور همدیگر مشاهده شد. از طرفی آنالیز همزمان ترکیبات سیستامین و تریپتوفان و ترکیبات پنیسیل آمین، اوریک اسید و تریپتوفان در حضور همدیگر در محیط های آبی نیز انجام شد. آنالیز همزمان مرکاپتوپورین در حضور اوریک اسید برای اولین بار در سطح الکترودهای اصلاح شده در این پایان نامه به انجام رسید. حدواسط های فروسن و منگنز قرار گرفته شده در سطح بستر سیلیکات/آلومینیم در اندازه های نانو تهیه شده و برای اندازه گیری ترکیبات پنیسیل آمین و کاپتوپریل به روش الکتروکاتالیزوری استفاده شد. بررسی های انجام شده نشان داد که این نانوذرات توانایی بالایی به عنوان حدواسط در انتقال الکترون جهت آنالیز ترکیبات فوق در نمونه های بیولوژیکی مانند ادرار و نمونه های دارویی از خود نشان می دهد. بررسی های میکروسکوپ روبش الکترونی سطح الکترودها افزایش سطح فعال الکترودی در حضور نانولوله های کربنی را بخوبی نشان می دهد. بررسی اثر تکرارپذیری ساخت الکترودها نشان داد که حسگرهای پیشنهادی پایداری بالایی در محیط های آزمایشی داشته و تکرارپذیری مناسبی را در آنالیز نمونه های دارویی و بیولوژیکی از خود نشان می دهند. در نهایت بررسی امپدانس الکتروشیمیایی و مقایسه میزان انتقال الکترون الکترودهای اصلاح شده در غیاب و حضور آنالیت های مورد بررسی نشان داد که فرایند برهمکنش گونه های مورد آنالیز به خوبی در پتانسیل حدواسط رخ داده و با افزایش جریان الکتروکاتالیزوری باعث کاهش چشمگیری در میزان انتقال الکترون حدواسط می شود