عنوان

طراحی و توسعه سنسورهای الکتروشیمیایی با استفاده از نانوذرات اکسید فلزی و گرافن اکسید برای تشخیص دوپامین

شماره

پ۲۸۶۲۱

زبان متن نوشتاري يا گفتاري و مانند آن

per

عنوان اصلي

طراحی و توسعه سنسورهای الکتروشیمیایی با استفاده از نانوذرات اکسید فلزی و گرافن اکسید برای تشخیص دوپامین

نام نخستين پديدآور

سمیرا بدخشان

نام ناشر، پخش کننده و غيره

علوم طبیعی

تاریخ نشرو بخش و غیره

۱۴۰۰

نام خاص و کميت اثر

۱۱۸ص.

مواد همراه اثر

سی دی

جزئيات پايان نامه و نوع درجه آن

کارشناسی ارشد

نظم درجات

بیوفیزیک

زمان اعطا مدرک

۱۴۰۰/۱۱/۲۷

متن يادداشت

در سال¬های اخیر با توجه به پیشرفت روزافزون علم، برای اندازه گیری دقیق پارامترهای فیزیکی و شیمیایی درمقیاس مولکولی، حسگرهایی در اندازه¬های کوچک تر و حساس¬تر طراحی شده¬اند. اخیرا حسگرهای الکتروشیمیایی به سبب کم¬ هزینه بودن، سادگی، حساسیت بالا و گزینش پذیری زیاد، بیشتر مورد توجه قرار گرفته اند. این حسگرها ابزارهای قدرتمندی می باشند که در زمینه های مختلفی همچون تشخیص بیماری ها، بررسی و نظارت های پزشکی کاربرد دارند. حسگرهای الکتروشیمیایی شامل حسگرهای آمپرومتریک، پتانسیومتری و سنجش امپدانس بر اساس اختلاف پتانسیل یا جریان بین الکترودهای کار و مرجع کار می کنند. استفاده از نانوذرات برای اصلاح الکترود کار، می تواند به طور قابل توجهی کارایی سیستم را افزایش دهد. بنابراین در این پایان نامه ابتدا نانوذرات گرافن اکسید و همچنین نانوذرات اکسید فلزی در آزمایشگاه تهیه شدند. سپس اندازه و مورفولوژی نانوذرات تهیه شده با استفاده از روش های مختلف فیزیکی از جمله میکروسکوپ الکترونی (SEM)، پراش اشعه ایکس((XRD و UV-visمورد ارزیابی قرار گرفت. مطابق انتظار، گرافن اکسید سنتز شده در محدوده 216 تا 264 نانومتر پیک جذب نشان داد که تاییدی بر صحت انجام کار است. همچنین قابل ذکر است که پس از احیا توسط دوپامین، پیک جذب اکسید گرافن احیا شده درمحدوده طول موج 240 نانومتر مشاهده شد. نمودار XRD گرافن اکسید به دست آمده نشان می دهد که قله مشخصه گرافن اکسید در زاویه θ2 برابر 10 درجه است. همچنین نمودار شامل دو قله در زوایای تقریبی 26 درجه و 43 درجه می باشد. بر طبق نمودار پراش اشعه ایکس Fe3O4-TiO2، پیک مشخص آن در زاویه θ2 برابر 36 درجه است. در ادامه بعد از اطمینان بخشی از سنتز جداگانه نانوذرات، سطح الکترود کار با استفاده از نانوساختارهای سنتز شده اصلاح شد. اصلاح سطح الکترود کار برای افزایش خاصیت الکتروکاتالیکی جهت شناسایی سریع تر و آسان تر نمونه دوپامینی مورد مطالعه انجام گرفت. اصلاح الکترود با استفاده از نانوذرات گرافن اکسید، نانولوله های کربنی چند لایه MWCNTs، Fe3O4/TiO2 و Ca2Fe2O4 برای شناسایی دوپامین بکار گرفته شد. بعد از آزمون و خطا توانستیم الکترود اصلاحی برمبنای نانوکامپوزیت GO/MWCNTs/Fe3O4/TiO2 در سطح الکترود کربن شیشه ای طراحی کنیم که بتواند دوپامین را در غلظت های بسیار پایین با حد تشخیص 25 نانومولار(4.65 ppb) شناسایی کند.

متن يادداشت

In recent years, due to the increasing progress of science, smaller and more sensitive sensors have been designed for accurate measurement of physicochemical parameters at the molecular scale. Recently, electrochemical sensors have received more attention due to their low cost, simplicity, high sensitivity, and selectivity. These sensors are powerful tools that are used in various fields such as disease diagnosis, medical examination and monitoring. Electrochemical sensors including Amperometric, Potentiometric and Impedance sensors are working based on the potential or current difference between the working and reference electrodes. Using nanoparticles (NPs) to modify the working electrode can significantly increase the efficiency of the system. Therefore, in this thesis, graphene oxide (GO) nanosheets and metal oxide NPs were first separately synthesized in the laboratory. Then, the size and morphology of prepared nanoparticles were evaluated using different physical methods, including electron microscopy (SEM), X-ray diffraction (XRD), and UV-vis. As expected, the synthesized GO showed absorbance at the λmax= 245 nm (in the range of 216 to 264 nm) which confirms the authenticity of GO synthesis. It is also worth mentioning that after the reduction by dopamine, the absorption peak of the reduced graphene oxide was observed in the wavelength range of 240 nm. The XRD diagram of GO shows that the characteristic peak of GO at the 2θ angle is 10 degrees. Also, the diagram includes two peaks at the approximate angles of 26 and 43 degrees. According to the X-ray diffraction diagram of Fe3O4-TiO2, its specific peak at the 2θ angle is 36 degrees. Therefore, after to ensure the synthesis of NPs, the surface of the working electrode was modified using synthesized nanostructures. The modification of the working electrode surface was done to increase the electrocatalytic property for faster and easier identification of the studied dopamine sample. The modification of the electrode was applied using GO, MWCNTs, Fe3O4/TiO2 and Ca2Fe2O4 nanostructures. After trial and error, we designed and developed a modified electrode based on GO/MWCNTs/Fe3O4/TiO2 nanocomposite on the glassy carbon electrode surface, which can detect dopamine in very low concentrations with a detection limit of 25 nM (4.65 ppb).

عنوان گونه گون

Design and development of electrochemical sensor based on metal oxide nanoparticles/graphene oxide for detection of dopamine

عنصر شناسه اي

‏بدخشان،

ساير عناصر نام

سمیرا

کد نقش

تهیه کننده

عنصر شناسه اي

‏برزگر،

عنصر شناسه اي

جعفری راد،

عنصر شناسه اي

عبدالله حاج علیلو،

ساير عناصر نام

ابوالفضل

ساير عناصر نام

سعید

تاريخ

استاد راهنما

تاريخ

استاد مشاور

تاريخ

استاد مشاور

عنصر شناسه اي

‏ تبریز