تثبیت لایه به لایه زیست مولکول ها و نانوکامپوزیت حاصل از مایعات یونی و نانوذرات تیتانیوم نیترید و بکارگیری آن در ساخت زیست حسگر هیدروژن پراکسید و نیتریت

بخش اول: در یک روش ساده، الکترود کربن شیشه ای توسط مایع یونی دارای گروه آمین1-(3-آمینو پروپیل) 3-متیل ایمیدازولیوم برماید، نانو ذرات تیتانیوم نیترید با قطر تقریبی (nm 5 ±15=d) و آنزیم کاتالاز به صورت خود انباشتگی لایه به لایه اصلاح شد. فعالیت الکتروشیمیایی الکترود اصلاح شده توسط تکنیک های امپدانس، ولتامتری چرخه ای و uv-vis بررسی شد. نتایج، وجود یک زوج پیک اکسایش-کاهش سریع و برگشت پذیر را برای گروه هم آنزیم با پتانسیل فرمال 04/0 ولت نشان می دهد. پتانسیل فرمال مربوط به اکسایش و کاهش آنزیم کاتالاز با افزایش ph با شیب mv/ph64- به سمت مقادیر منفی جابجا می شود. غلظت سطحی، ضریب انتقال بارکاتدی ? و ثابت سرعت انتقال الکترون ks برای الکترود کربن شیشه ای اصلاح شده ی 7(catalase-il)/gc/tin به ترتیب برابر با 2 mol cm-11-10×1/2، 52/0 و 1-s 28/5 محاسبه شد. مقدار km به دست آمده برای واکنش بین آنزیم کاتالاز و هیدروژن پراکسید 1/1 میلی مولار بوده که نشان دهنده ی واکنش سریع بین آنزیم و سوبسترا است. از جمله مزایای الکترود اصلاح شده ی فوق می توان به برگشت پذیری بسیار سریع آنزیم کاتالاز در سطح الکترود، پایداری بالا و تهیه سریع و ساده آن اشاره کرد. این الکترود اصلاح شده برای احیای الکتروکاتالیتیکی هیدروژن پراکسید در پتانسیل های کم منفی به کار می رود. حد تشخیص و حساسیت الکترود مذکور برای آنالیز هیدروژن پراکسید با استفاده از تکنیک آمپرومتری به ترتیب برابر 100 نانو مولار و 1 µa.mm-5/45 می باشد. در بخش دوم، پروتئین هموگلوبین در سطح الکترود کربن شیشه ای اصلاح شده با کامپوزیت نانوذرات تیتانیوم نیترید و مایع یونی دارای گروه آمین 1-(3-آمینو پروپیل) 3-متیل ایمیدازولیوم برماید، تثبیت شد و خواص آن به وسیله ی تکنیک های آمپرومتری و ولتامتری چرخه ای مورد مطالعه قرار گرفت. ولتاموگرام چرخه ای الکترود اصلاح شده با نانو کامپوزیت و هموگلوبین، یک زوج پیک اکسایش-کاهش با پتانسیل فرمال 03/0- ولت مربوط به گروههای ردوکس زیست مولکول، در بافر 1/0 مولار فسفات (7=ph) را نشان میدهد. ضریب انتقال بارکاتدی و ثابت سرعت انتقال الکترون برای الکترود فوق به ترتیب برابر 44/0 و1 s-51/5 محاسبه گردید که نشان دهنده ی سریع بودن فرایند انتقال الکترون هموگلوبین با الکترود می باشد. غلظت سطحی پروتئین هموگلوبین موجود در سطح الکترود اصلاح شده ی مذکور حدود 2 mol/cm11-10?12/5 بدست آمد که گویای تثبیت یک لایه هموگلوبین در سطح الکترود می باشد. پتانسیل فرمال هموگلوبین موجود در سطح الکترود وابستگی آشکاری به ph نشان می دهد و با شیب 1mv ph- 56- در محدوده ی ph 3-11 تغییر می کند که یک الکترونی-یک پروتونی بودن واکنش موجود در سطح الکترود اصلاح شده رانشان می دهد. این الکترود همچنین توانایی احیای الکتروکاتالیزوری نیتریت را دارا است؛ که نشان دهنده ی حفظ فعالیت طبیعی و کاتالیتیکی پروتئین هموگلوبین بر روی نانوکامپوزیت است. مقدار km، 57/6 میلی مولار محاسبه شد که نشان دهنده ی واکنش سریع بین زیست مولکول و سوبسترا است. نتایج بدست آمده مبین عدم واکنش تخریبی میان نانوکامپوزیت تیتانیوم نیترید و مایع یونی و همچنین افزایش سرعت فرایند انتقال الکترون پروتئین هموگلوبین در نتیجه ی تثبیت آن در سطح فیلم می باشد. بنابراین نانو کامپوزیت، بستر مناسبی برای تثبیت پروتئین هموگلوبین محسوب می شود. همچنین از تکنیک کرونوآمپرومتری برای تعیین حد تشخیص و محدوده ی خطی پاسخ الکترود به نیتریت استفاده شد. حد تشخیص، حساسیت و محدوده ی خطی الکترود برای آنالیز نیتریت توسط این الکترود با استفاده از تکنیک کرونوآمپرومتری به ترتیب 07/10 میکرو مولار، 0274/0میکرو آمپر بر میکرو مولار و 1میکرو مولار تا 20 میلی مولار میلی مولار بدست آمد.