طراحي و توسعه ي حسگر شيميايي رنگ سنجي برپايه ي رنگ تجاري ساده،گزينش پذير و حساس نوترال رد براي اندازه گيري برخي از آنيون ها و آمينواسيدها در محيط آبي

Design an‎d development of colorimetric chemosensor based on simple, selec‎tive an‎d sensitive commercial dye neutral red for determination of some anions an‎d amino acids in equeous media

دكتري تخصصي

شيمي (Ph.D) گرايش: تجزيه

دانشگاه پيام نور مركز شيراز

1403

1403/11/03

CD

ف،150صص

توللي،حسين ؛ فخرايي ،سارا

پرهاميدابوالفتح ؛ كريمي،محمد علي

125-142صص

optical sensors , neutral red , UV-Vis spectrum , biological anions , amino acids

دانشگاه پيام نور مركز شيراز

در بخش اول اين پژوهش به معرفي شناساگر نوترال رد به عنوان يك گيرنده گزينش پذير حساس و دقيق در راستاي تشكيل كمپلكس با سيانيد مي پردازد. استفاده از رنگ نوترال رد كه يك حسگر رنگ سنجي با زمان پاسخ دهي كوتاه است مي تواند در شرايط مناسب به گونه‌اي موثر باعث به وجود آمدن كمپلكس با سيانيد شود و به صورت گزينشي و انتخابي از ميان تعداد زيادي از آنيون ها، سيانيد را به شيوه رنگ سنجي و طيف بيني جذبي شناسايي كند. با افزايش تدريجي سيانيد فرايند تغيير رنگ نوترال رد از صورتي به نارنجي انجام شد و همزمان باعث كاهش جذب در طول موج 529 نانومتر و ظهور پيك جديد در 452 نانومتر شد. اين حسگر در pH="00/7" بيشترين مقدار تغييرات جذب را نشان داد. محدوده خطي براي سيانيد 90/91-20/1 ميكرومولار و ضريب همبستگي آن 9983/0 مي¬باشد. همچنين حد تشخيص روش 54/0 ميكرومولار و انحراف استاندارد نسبي (RSD) براي سيانيد در دو غلظت 00/16 و 00/32 ميكرومولار به ترتيب 99/1 و 03/1 درصد بدست آمد. در نهايت اين حسگر قادر به شناسايي سيانيد در نمونه هاي حقيقي(آب درياچه و آب آشاميدني) است. در بخش دوم اين پژوهش برهمكنش نوترال رد و سيانيد از طريق روش هاي مكانيك كوانتومي مورد مطالعه قرار گرفت. تجزيه و تحليل نظري بر اساس تئوري تابعي چگالي نشان داد كه حلقه پيرازين پروتونه نوترال رد محل اتصال مطلوب براي سيانيد است. تجزيه و تحليل چگالي تغيير شكل يافته نظري منطقه تجمع و كاهش چگالي الكترون را در كمپلكس نوترال رد-سيانيد تجسم كرد و نشان داد كه آرامش مداري و فشار انرژي جنبشي سهم رقابتي در چگالي كل تغيير شكل دارند. تحليل‌هاي DFT وابسته به زمان، طيف UV-Vis و ويژگي‌هاي انتقال الكترون را شبيه‌سازي كردند. علاوه بر اين، نظريه كوانتومي اتم‌ها در مولكول‌ها (QTAIM) وجود يك برهمكنش غيركووالانسي بين نوترال رد و سيانيد را تأييد كرد. در بخش سوم اين پژوهش واكنش تشكيل كمپلكس بين يك زوج ليگاند بين نوترال رد و فسفوتنگستيك اسيد و تشكيل كمپلكس مخلوط ليگاندها به منظور شناسايي كربنات در محلول آب يون زدايي شده مورد بررسي قرار گرفت. با افزايش تدريجي كربنات به گيرنده طراحي شده تغيير رنگ گيرنده از بنفش به نارنجي ديده شد و همزمان باعث كاهش جذب در طول موج 512 نانومتر و ظهور پيك جديد در 454 نانومتر شد. اين حسگر در pH="00/7" بيشترين مقدار جذب را نشان داد. محدوده خطي براي كربنات 07/53-74/26 ميكرومولار و ضريب همبستگي آن 9938/0 مي¬باشد. همچنين حد تشخيص روش 66/1 ميكرومولار و انحراف نسبي در دو غلظت 00/30 و 00/45 ميكرومولار به ترتيب 15/1 و 16/0 درصد بدست آمد. علاوه بر اين، حسگر پيشنهادي قادر به شناسايي كربنات در نمونه هاي حقيقي(آب درياچه و سرم خون) است. در بخش چهارم اين پژوهش طراحي و توسعه نوترال رد (NHR) يك رنگ تجاري كه با خلوص بالا در دسترس است، به عنوان يك بيوحسگرشيميايي رنگ سنجي به منظور شناسايي پي در پي دو آمينواسيد آرژنين (Arg) و گلوتاتيون (GSH) گزارش مي شود. اين روش بدون نياز به تجهيزات پيچيده و گران قيمت و بدون استفاده از روش هاي آنزيمي براي تعيين اين دو آمينو اسيد استفاده شد. با افزايش تدريجي آرژنين طيف جذبي گيرنده در 529 نانومتر كاهش و در 454 نانومتر افزايش يافت و تغيير رنگ محلول از قرمز به زرد ديده شد. در ادامه با افزايش گلوتاتيون به كمپلكس نوترال رد –آرژنين (NRH-Arg) افزايش جذب در 529 نانومتر و كاهش جذب در 454 نانومتر مشاهده شد و تغيير رنگ محلول از زرد به قرمز ديده شد. اين حسگر در pH="00/7" بيشترين مقدار جذب را نشان داد. در اين پژوهش محدوده خطي براي آرژنين و گلوتاتيون به ترتيب 91/61 -20/1 ميكرومولار و 49/605-11/243 ميكرومولار و ضريب همبستگي آنها به ترتيب 9945/0 9942/0 مي¬باشد. همچنين حد تشخيص روش 61/0 و 32/25 ميكرومولار و انحراف نسبي براي آرژنين در دو غلظت 00/10 و 00/50 ميكرومول بر ليتر به ترتيب 98/0 و 17/1 درصد و براي گلوتاتيون در دو غلظت 00/370 و 00/564 ميكرومول بر ليتر به ترتيب 20/1 و 08/1 درصد بدست آمد. در نهايت اين روش شناسايي و اندازه گيري آرژنين در نمونه هاي سرم خون سربازان پادگان نظامي را با موفقيت انجام داد. در بخش آخر اين پژوهش از تشكيل كمپلكس مخلوط ليگاندها براساس نوترال رد و ائوزين واي(NRH-EosinY) به منظور شناسايي آنيون هيدروژن فسفات استفاده شد. با افزايش تدريجي هيدروژن فسفات طيف جذبي گيرنده در 496 نانومتر كاهش و در 511 نانومتر افزايش يافت و تغيير رنگ محلول از قرمز به نارنجي ديده شد. اين حسگر در pH="00/7" بيشترين مقدار جذب را نشان داد. محدوده خطي براي هيدروژن فسفات 20/71-16/1 ميكرومولار و ضريب همبستگي آن 9904/0 مي¬باشد. همچنين حد تشخيص روش 82/0 ميكرومولار و انحراف نسبي در دو غلظت 00/13 و 00/56 ميكرومولار به ترتيب 52/1 و 60/0 درصد بدست آمد. علاوه بر اين، حسگر پيشنهادي قادر به شناسايي هيدروژن فسفات در نمونه هاي حقيقي آبي (آب معدني، آب شير آزمايشگاه و آب درياچه) است.

1404/07/08

منظر جعفري

78740