شماره ركورد
30673
پديد آورنده
رضا خيرمندي
عنوان
طراحي حسگر رنگ¬سنجي گازي به منظور تشخيص زيست نشانگرهاي تنفسي كوويد-19
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
رشته تحصيلي
شيمي- شيمي تجزيه
سال تحصيل
1399
تاريخ دفاع
1402/6/30
استاد راهنما
روح اله زارع دورابي
استاد مشاور
خيبر دشتيان
دانشكده
شيمي
چكيده
نظارت منظم بر پارامترهاي سلامتي براي تشخيص زودهنگام بيماريهاي عفوني تنفسي مانند كوويد-19 و تنظيم برنامههاي درماني شخصي ضروري است. فناوريهاي غيرتهاجمي، مقرونبهصرفه و قابل حمل مانند حسگرهاي تنفسي در اين زمينه بسيار نويدبخش هستند. با اين حال، نظارت موثر بر زيست¬نشانگرهاي ويژه در بازدم، مانند زيست¬نشانگرهاي استون، استالدهيد و آمونيا، با استفاده از حسگرهاي فعال با فناوري نانو يك چالش باقي مانده است. از اين رو، پژوهش حاضر بر ارزيابي اثربخشي يك حسگر پوشيدني رنگ¬سنجي تمركز دارد. اين حسگر از رنگهاي آلي، تيمول آبي و كنگو قرمز و متيل قرمز بارگيري شده بر چارجوب فلز-آلي(UiO-66) تلقيح شده درون ژلاتين پوشيده شده بر روي فوم تهيه ¬شد. حسگر طراحي شده براي تشخيص استون ، استالدهيد و آمونيا در بازدم انسان مورد استفاده قرار گرفت و متغيرهاي عملياتي مانند: زمان پاسخ، دما ، مقدار چارچوب فلز-آلي به طور كامل بررسي و براي دستيابي به عملكرد مطلوب، بهينهسازي شدند. با استفاده از اين سامانه، حد تشخيص 0481/0 ميلي گرم برليتر و حد تعيين 064/0 ميلي گرم برليتر براي استون در محدوده تشخيص 38/2-29/0 ميلي گرم برليتر و حد تشخيص 004/0 ميلي گرم برليتر و حد تعيين 0151/0 ميلي گرم برليتر براي استالدهيد با رنگ تيمول آبي در محدوده تشخيص 9/3-392/0 ميلي گرم برليتر و حد تشخيص 046/0 ميلي گرم برليتر و حد تعيين 153/0 ميلي گرم برليتر براي استالدهيد با رنگ كنگوقرمز در محدوده تشخيص 9/3-329/0 ميلي گرم برليتر و براي آمونيا حد تشخيص 029/0 و حد تعيين 09/0 ميلي گرم برليتر در محدوده تشخيص 4/2 – 24/0 ميلي گرم برليتر محاسبه شد. از يك تلفن هوشمند، مجهز به نرم افزار تحليل رنگ براي تشخيص مقادير نسبي قرمز/سبز/آبي در عرض 120 ثانيه استفاده و كاربرد عملي و بلادرنگ حسگر مورد بررسي قرار گرفت. علاوه بر اين، حسگر پيشنهادي انتخاب پذيري بالايي را براي استون و آمونيا و استالدهيد در حضور ديگر تركيبات آلي فرار (VOCs) از خود نشان داد. اين نوآوري فرصتهاي جديدي را براي حسگرهاي غيرتهاجمي، مقرونبهصرفه با انژري كارآمد و مراقبت در محل براي تشخيص ديابت در انسان ايجاد ميكند و در نتيجه تشخيصهاي باليني و مراقبتهاي بهداشتي شخصي را متحول ميكند.
تاريخ ورود اطلاعات
1402/12/23
عنوان به انگليسي
Designing a gas colorimetric sensor to detect respiratory biomarkers of Covid-19
تاريخ بهره برداري
9/20/2024 12:00:00 AM
دانشجوي وارد كننده اطلاعات
رضا خيرمندي
چكيده به لاتين
Regular monitoring of health parameters is essential for early detection of respiratory infectious diseases such as COVID-19 and the customization of personalized treatment plans. Non-invasive, cost-effective, and portable technologies like respiratory sensors show significant promise in this regard. However, effective and selective monitoring of specific breath biomarkers, such as acetone, formaldehyde, and ammonia, using active nano-technology-based sensors, remains a challenge. Therefore, the present research focuses on evaluating the effectiveness of a wearable colorimetric sensor. This sensor employs organic dyes, including thymol blue, Congo red, and methyl red, loaded onto a metal-organic framework (UiO-66) immobilized within a gelatin-coated foam substrate. The designed sensor was utilized for detecting acetone, formaldehyde, and ammonia in human breath. Various operational parameters, such as response time, temperature, sample volume, and the quantity of the metal-organic framework, were thoroughly examined and optimized to achieve the desired performance. Using this system, the detection limit was calculated as 0.0481 mg/L for acetone within a detection range of 0.0029-2.38 mg/L, and for formaldehyde, the detection limit was 0.064 mg/L within a detection range of 0.153-392 mg/L using thymol blue. For formaldehyde using Congo red, the detection limit was 0.046 mg/L within a detection range of 0.329-9.3 mg/L, and for ammonia, the detection limit was 0.029 mg/L within a detection range of 0.09-4.2 mg/L. A smartphone equipped with color analysis software was used to measure relative values of red/green/blue within 120 seconds, making the sensor practical and versatile. Furthermore, the proposed sensor exhibited high selectivity for acetone, formaldehyde, and ammonia even in the presence of other volatile organic compounds (VOCs). This innovation opens up new opportunities for non-invasive, cost-effective, energy-efficient sensors for diabetes diagnosis in humans, thereby transforming clinical diagnostics and personal healthcare. Keywords: Coronavirus - COVID-19 - Metal-Organic Framework - Colorimetric Sensor
كليدواژه هاي فارسي
كرونا ويروس , كوويد-19 , چارچوب-آلي فلزي , حسگر رنگ سنجي
كليدواژه هاي لاتين
corona-virus , Covid-19 , Metal organic framework , Colorimetric sensor
Author
Reza Kheirmandi
SuperVisor
Dr. Roohollah Zare