کاربرد پوشش های پلیمری قالب مولکولی و نانوساختار به منظور طراحی و ساخت حسگرهایی بر اساس کوارتز کریستال نانوبالانس جهت تعیین منوساکاریدها

در پروژه حاضر از تکنیک کوارتز کریستال نانوبالانس (qcn) و با به کارگیری کریستال های کوارتز پوشش داده شده با پلیمرهای قالب مولکولی بهینه شده، برای اندازه گیری منوساکاریدهای گلوکز، گالاکتوز و فروکتوز در یک سیستم جاری استفاده شد. پلیمرهای قالب مولکولی طی فرآیند پلیمریزاسیون رادیکالی با حضور منومر عاملی، اتصال دهنده عرضی و مولکول قالب تهیه گردید. برای افزایش کارایی پلیمرهای قالب مولکولی شرایط تهیه این پلیمرها با استفاده از طراحی آزمایش تاگوچی با آرایه l16(43) بهینه شد. در این طراحی 3 فاکتورِ نوع منومر عاملی، درصد منومر عاملی و نسبت منومر عاملی به مولکول قالب در چهار سطح موردبررسی قرار گرفت. همچنین از سه ویژگی فاکتور قالب گذاری (imprinting factor)، انتخاب گری و زمان رسیدن به تعادل به عنوان پاسخ برای طراحی آزمایش تاگوچی استفاده شد. بهینه کردن تک تک پاسخ ها (ویژگی های پلیمر قالب مولکولی) نشان داد که شرایط بهینه در تهیه پلیمر برای هر یک از پاسخ ها متفاوت می باشد؛ بنابراین روش تحلیل مولفه اصلی (pca) برای ترکیب سه پاسخ و تبدیل آن ها به یک پاسخ واحد مورداستفاده قرار گرفت. بهینه سازی این پاسخ نشان داد که در بین منومرهای بررسی شده اکریلیک اسید مناسب ترین منومر عاملی برای تهیه پلیمرهای قالب مولکولی منوساکاریدها می باشد. همچنین درصد مطلوب منومر عاملی و نسبت بهینه منومر عاملی به مولکول قالب به ترتیب برابر با 30 و 4 به دست آمد. آزمایش ها نشان داد که استفاده از نانولوله های کربنی در زمان تهیه پلیمر قالب مولکولی نیز باعث کاهش قابل توجه زمان رسیدن به تعادل و افزایش ظرفیت جذب پلیمر تهیه شده می گردد. پلیمرهای بهینه شده با طراحی آزمایش و افزودن نانولوله های کربنی به عنوان پوشش در qcn به منظور طراحی حس گرهای منوساکاریدهای گلوکز، گالاکتوز و فروکتوز مورداستفاده قرار گرفتند. کمترین حد تشخیص حس گرهای تهیه شده برای گلوکز، گالاکتوز و فروکتوز به ترتیب برابر با 4/3، 5/4 و 9/3 میلی گرم بر لیتر و حساسیت حس گرهای تهیه شده برای گلوکز، گالاکتوز و فروکتوز به ترتیب برابر با 85/1، 87/1، و 90/1 هرتز بر (میلی گرم بر لیتر) به دست آمد. برای اندازه گیری همزمان منوساکاریدها از کالیبراسیون چند متغیره با به کارگیری روش سیگنال خالص آنالیت (net analyte signal) استفاده شد که نتایج، عملکرد موفق این روش را تأیید کرد. همچنین نتایج نشان داد که برای اندازه گیری منوساکاریدها در حضور گونه های مزاحم می توان از کالیبراسیون افزایش استاندارد چند متغیره با به کارگیری سیگنال خالص آنالیت استفاده کرد.