28209

تهيه چارچوب هاي فلز -آلي حساس شده با نقاط كوانتومي به منظور شناسايي بيماري آنتراكس

كارشناسي ارشد

شيمي تجزيه

1398

1401/8/5

دكتر روح الله زارع دورابي

دكتر خيبر دشتيان

شيمي

با سيلوس آنتراسيس (آنتراكس) يك باكتري بسيار خطرناك است كه با عوارض و مرگ و مير بالايي همراه است. 2 - 6 -پيري دين دي كربوكسيليك ا سي د (DPA) يك زيست نشانگر اصلي با سيلوس آنتراسيس است و تشخيص آن با روشي سريع، كارآمد و حساس ميتواند از تهديدات بالقوه اين بيماري كاسته شود. از اين رو، در تحقيق حاضر سه حسگر فلورسانس جديد برپايه انكپسوله كردن نانوساختارهاي كوانتومي كربني با نشرهاي متفاوت قرمز، زرد و سبز مشتق شده از اورتو فنيلن دي آمين، پارا آمينوفنول و برگ گياه آمارانت درون چارچوبهاي فلز-آلي Zn-BTC ، Er-BTC و ZIF-67 ، توسعه داده شد. خصوصيات نور ي، ساختاري و شيميايي چارچوبهاي فلز-آ لي، نانوساختاهاري كوانتومي كربني و هيبريد آنها با استفاده از روشهاي UV-Vis ، CIE-1931 ، XRD ، FTIR ، FESEM ، EDS ، TEM ، DLS ، طيفبيني فلورسانس و پتانسيل زتا برر سي و نتايج حاصل ريخت شناسي خاص و خواص نور ي مطلوب اين تركيبا ت را تاييد كرد. حسگرهاي طراحي شده با ساز وكارهاي متفاوت خامو شي فلورسانس، تشديد فلورسانس و نسبت سنجي فلورسانس براي سنجش DPA مورد استفاده قرار گرفته و تاثير متغيرهاي عملياتي دما، pH و زمان برهمكنش به منظور دستيابي به بهترين نتايج بهينه شدند. حسگرهاي طراحي شده ZIF-67/r-CQNSs-EY ، Zn-BTC/g-CQNSs و Er-BTC/r-CQNSs/MIP ب ه ترتي ب روابط خطي رضايت بخشي از 0 / 10 تا 280 ، 0 / 5 تا 140 ، 0 / 5 ت ا 125 ميكرومولا ر باحدود تشخيص 32 / 3 ، 65 / 1 و 65 / 1 ميكرومولار را نشان دادند. حسگرهاي طرا ي شده در حضور گونه هاي مشابه ترفتاليك ا سيد، ترميسيك اسيد، 2 - 5 -پيريدين دي كربوكسيليك اسيد، پيكولينيك ا سي د و برخي ديگر از گونه هاي زيستي مهم انتخاب پذيري مطلوبي از خود نشان دادند. هرچند در يك مورد از حسگرهاي تهيه شده از پليمر قالب مولكولي DPA به منظور بهبود انتخاب پذيري استفاده شده است. حسگرهاي طراحي شده در نمونه هاي حقيقي ادرار انسان و آب چاه عملكرد رضايت بخشي را محدوده بازيابي 8 / 94 تا 60 / 106 با انحراف استاندارد نسبي 20 / 3 تا 97 / 5 از خود نشان دادند. مهمتر از همه، ثبت سيگنال در محل با تلفن هوشمند با موفقيت انجام شد تا بررسي تغيير رنگ هاي قابل توجه فلورسانس را انجام دهد و نقش بزرگ ي در كاربردهاي عملي آينده حسگرهاي طراحي شده ايفا كند. همچنين يك حسگر فلورسانس به منظور تشخيص ايزومر پيكولونيك ا سيد به عنوان يك جزء ضروري در شيمي آلي و افزودني هاي غذايي طراحي و نتايج حسگري حاصل با DPA مقايسه شد.

1402/02/17

Preparation of metal-organic framework sensitized with quantum dots for of anthrax disease detection

10/27/2023 12:00:00 AM

Bacillus anthracis is an extremely dangerous bacterium that is associated with high morbidity and mortality. 2,6-Pyridine dicarboxylic acid (DPA) is a major biomarker of Bacillus anthracis, its diagnosis with a rapid, significance and sensitive method can reduce the potential threats of this disease. Herein, in the present research, three new fluorescence sensors based on the integration of red, green and yellow quantum carbon nanostructures derived from ortho phenylenediamine, 4-aminophenol and amaranth plant leaves with different metal-organic frameworks ZIF-67, Zn-BTC and Er-BTC was developed. Optical, structural and chemical properties of metal-organic frameworks, carbon quantum nanostructures and their hybrids fully investigated using UV-Vis, fluorescence, CIE, XRD, FTIR, FESEM, EDS, TEM, DLS and zeta potential methods. The results confirmed the special morphology and remarkable optical properties of these compounds. As-prepared sensors with different mechanisms of fluorescence quenching, fluorescence intensification, and fluorescence ratiometry were used for DPA measurement, and the effect of operational factors of temperature, pH, and interaction time were optimized in order to achieve the best results. The ZIF-67/r-CQNSs-EY, Zn-BTC/g-CQNSs and Er-BTC/r-CQNSs/MIP sensing platforms revealed satisfactory linear relationship from 10 to 280, 5 to 140 and 0.5 to 125 μM with a detection limit of 3.23 μM, 1.65 μM and 1.65 μM. The designed sensors showed revealed satisfactory selectivity in the presence of terephthalic acid, trimesic acid, 2,5-pyridinedicarboxylic acid, picolinic acid and some other important biological species. However, in one case, a DPA molecular template polymer (MIP) were used to improve the sensor selectivity. As designed sensors was applied for DPA monitoring in human urine and well water real samples and finding revealed the satisfactory recoveries in the range of 94.80 to 106.60 with relative standard deviation 3.20 to 5.97 More Importantly, on-site signal recording with a smartphone was successfully combined to perform noticeable fluorescence visual color change and holding a great promise in practical applications. Also, a fluorescence sensor was designed to detect the picolinic acid isomer as an essential component in organic chemistry and food additives, and the results were compared with DPA.

آنتراكس، باسيليوس آنتراسيس، 2 - 6 -پيريدين ديكربوكسيليك اسيد، نانوساختارهاي كوانتومي كربني، چارچوبهاي فل ز-آلي، نشرهاي قرمز، سبز و زر د

Anthrax, Bacillus anthracis, 2,6-pyridine dicarboxylic acid, quantum carbon nanostructures, metal organic framework, red, green and yellow emissions

solmaz norouzi

dr rohallah zare dorabei