عنوان

نانوذرات بر پایه نقره به عنوان یک آرایه ای از حسگر رنگ سنجی برای شناسایی و تعیین مخلوط آنیونهای هالیدها و سولفید

شماره

پ۲۸۶۲۲

زبان متن نوشتاري يا گفتاري و مانند آن

per

عنوان اصلي

نانوذرات بر پایه نقره به عنوان یک آرایه ای از حسگر رنگ سنجی برای شناسایی و تعیین مخلوط آنیونهای هالیدها و سولفید

نام نخستين پديدآور

فائزه موسوی

نام ناشر، پخش کننده و غيره

شیمی

تاریخ نشرو بخش و غیره

۱۴۰۱

نام خاص و کميت اثر

۸۲ص.

مواد همراه اثر

سی دی

جزئيات پايان نامه و نوع درجه آن

کارشناسی ارشد

نظم درجات

شیمی گرایش تجزیه

زمان اعطا مدرک

۱۴۰۱/۱۲/۲۴

متن يادداشت

در میان روش¬های مختلف برای شناسایی آنیون¬های معدنی نظیر یون¬های هالید و سولفید، روش¬های نوری بر پایه¬ی سنسورهای فلزی پلاسمونی، توجه زیادی را به خود جلب کرده‌¬است. سنسور آرایه¬ای رنگ¬سنجی متشکل از نانوذرات فلزی که با تکنیک¬های کمومتریکس ترکیب می شوند، ابزارهای تحلیلی مناسبی برای تشخیص و طبقه¬بندی ترکیبات مختلف در مخلوط هستند.در این مطالعه، یک سنسور آرایه¬ای رنگی بسیار ساده و کارآمد بر اساس رفتار پلاسمونی نانوذرات فلزی شامل نانوذرات نقره و نانو ذرات نقره-کیتوسان، برای تشخیص برخی از آنیون¬های معدنی شامل یدید، برمید و سولفید توسعه یافته¬است. شناسایی و بررسی خواص این نانوذرات‌ به کمک آنالیزهایی نظیر TEM، DLS و Zeta-Potential انجام گرفت. اثر متقابل نانوذرات و آنیون¬ها به وسیله¬ی دستگاه اسپکتروفتومتر اندازه¬گیری شده و میزان تغییرات طیف¬ها مورد مطالعه قرار گرفته¬است. به منظور ایجاد بهترین شرایط تجزیه¬ای برای تمایز آنیون¬های مورد مطالعه توسط سنسور پیشنهادی، تاثیر فاکتورهای تجربی مهم از قبیل pH، زمان برهم¬کنش و غلظت نانوذره ها به دقت مورد بررسی قرار گرفته و مقدار بهینه هر پارامتر تعیین شد.در قسمت اول ابتدا شناسایی آنیون¬های مورد مطالعه با استفاده از تکنیک¬های کمومتریکس مورد استفاده قرار گرفت. نتایج نشان داد که سنسور پیشنهادی بازده بالایی جهت شناسایی آنیون¬های یدید، برمید و سولفید دارد. اگر چه هیچ یک از نانوذرات به صورت گزینشی نسبت به آنیون¬ها عمل نمی¬کند ولی الگوی رنگ¬سنجی مشاهده شده در آرایه، به عنوان یک الگوی اثرانگشتی منحصر به فرد برای هر یک از آنیون¬ها، به وسیله خوشه¬بندی سلسله مراتبی (HCA) و آنالیز تفکیک کننده خطی(LDA) قابل تشخیص بود. هر سه آنیون مورد مطالعه در چهار غلظت 8/0، 0/4، 6/5 و 0/8 میکرو مولار، بدون هیچ گونه خطایی با موفقیت از یکدیگر متمایز و خوشه¬بندی شدند. در قسمت دوم، عملکرد اندازه¬گیری آرایه حسگر در تعیین همزمان آنیون‌های مورد مطالعه در مخلوط‌ها مورد بررسی قرار گرفت. به این منظور، از روش اسپکتروفوتومتری و کالیبراسیون چند متغیره(PLS) استفاده شده است. برای فراهم آوردن قدرت پیش¬گویی بهتر مدل، از طراحی آزمایش کامل (یدید: 4 سطحی، برمید: 3 سطحی، سولفید: 3 سطحی) برای طراحی مخلوط¬های سه¬تایی از آنیون¬ها در سری کالیبراسیون بهره برده شد. فاکتورهای تجزیه¬ای روش مورد استفاده: حد تشخیص 12/0، 08/0 و 1/0 میکرومولار، محدوده خطی (9981/0 R2=) 0/5-8/0، (9881/0 R2=)0/3-5/0 و (9563/0 R2=)0/3-8/0 میکرو مولار و خطای میانگین آنالیز هر یک از آنالیت¬ها ( RMSEP) 26/0، 32/0 و 28/0 و خطای نسبی پیشگویی(REP %) % 6/10، % 3/12 و % 8/9 به ترتیب برای یدید، برمید و سولفید بدست آمد.

متن يادداشت

Among the different methods for identifying mineral anions such as halide and sulfide ions, optical methods based on metal plasmonic sensors have attracted a lot of attention. A colorimetric sensor array consisting of metal nanoparticles combined with chemometrics techniques are suitable analytical tools for detecting and classifying different compounds in a mixture.In this study, a very simple and efficient color sensor array based on the plasmonic behavior of metal nanoparticles including silver nanoparticles and silver-chitosan nanoparticles has been developed to identify and classify some mineral anions including iodide, bromide and sulfide. Identification and investigation of the properties of these nanoparticles were achieved with the TEM, DLS and Zeta-Potential analysis. The interaction between nanoparticles and anions has been measured by a spectrophotometer and the changes in the spectra have been studied. In order to create the best analytical conditions for detection of the studied anions by the proposed sensor, the effect of important experimental factors such as pH, interaction time and concentration of nanoparticles and salt concentration has been carefully examined and the optimal value of each parameter has been determined. In the first part, the classification of studied anions was done using chemometrics techniques. The results showed that the proposed sensor has a high efficiency for the classification of iodide, bromide and sulfide anions. Although none of the nanoparticles act selectively towards the anions, the colorimetric pattern observed in the array, as a unique fingerprint pattern for each of the anions, by clustering Hierarchical (HCA) and linear discriminant analysis (LDA) could be distinguished. All three studied anions in four concentrations of 0.8, 0.4, 5.6 and 0.8 micromolar were successfully differentiated and clustered without any errors.In the second part, the quantitative detection performance of the sensor array was investigated in the simultaneous determination of the studied anions in the mixtures. For this purpose, spectrophotometry and multivariate calibration (PLS) method has been used. In order to provide a better prediction power of the model, a full factorial design (iodide: 4 levels, bromide: 3 levels, sulfide: 3 levels) was used to design ternary mixtures of anions in the calibration series. Analytical factors of the used method: limits of detection (LOD) 0.12, 0.08 and 0.1 μM, linear range (R2=0.9981) 0.8-0.5, R2=0.3 (0.9881) 0.5 and R2 = (0.9563) 0.8-0.3 µM and the average analysis error of each analyte (RMSEP) is 0.26, 0.32 and 0.28 and the relative prediction error (REP %) 10.6%, 12.3% and 9.8% were obtained for iodide, bromide and sulfide, respectively.

عنوان گونه گون

Ag-based nanoparticle as a colorimetric sensor array for identification and determination of mixture of halides and sulfide anions

عنصر شناسه اي

موسوی،

ساير عناصر نام

فائزه

کد نقش

تهیه کننده

عنصر شناسه اي

ناصری،

عنصر شناسه اي

ساجدی امین،

ساير عناصر نام

عبدالحسین

ساير عناصر نام

ساناز

تاريخ

استاد راهنما

تاريخ

استاد مشاور

عنصر شناسه اي

‏

عنصر شناسه اي

‏ تبریز