شماره ركورد
33981
پديد آورنده
شيدا داستاني
عنوان
طراحي و ساخت حسگرهاي رنگ سنجي/ فلوروسنجي حالت جامد به منظور پايش زيستنشانگرهاي2-بوتانون و پروپانال در تنفس
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
رشته تحصيلي
شيمي تجزيه
سال تحصيل
1402
تاريخ دفاع
1404/6/31
استاد راهنما
روح اله زارع دورابي
استاد مشاور
خيبر دشتيان
دانشكده
شيمي
چكيده
سرطان معده از بيماريهاي مهم و چالشبرانگيز حوزه سلامت انسان است كه تشخيص زودهنگام آن ميتواند به بهبود چشمگير نتايج درماني منجر شود. تركيبات آلي فرار مانند 2-بوتانون و پروپانال، كه متابوليتهاي حاصل از فرآيندهاي سوخت و سازي بدن بوده و بهعنوان زيستنشانگرهاي تنفسي كليدي در شناسايي غيرتهاجمي اين بيماري مطرح هستند، و اندازهگيري دقيق و سريع آنها از طريق نمونههاي تنفسي، امكان پايش آسان و مؤثر را فراهم ميكند. در اين پژوهش، حسگر حالتجامد فلورسنجي مبتني بر بالم لب حساسشده با نقاط كوانتومي سيليكوني اصلاحشده (NR-SiQDs) طراحي و سنتز شد و براي تشخيص انتخابي 2-بوتانون و پروپانال در تنفس انسان و نيز پايش pH در بزاق بهكار گرفته شد. اين سامانه حسگري با گوشي هوشمند براي خوانش و تحليل تصاوير فلورسانسي ادغام گرديد تا امكان تشخيص چشمي سريع و آسان زيستنشانگرها فراهم شود. مواد تهيه شده و حسگر ساختهشده با استفاده از روشهاي فيزيكوشيميايي و طيفسنجيهاي مختلف شامل UV-Vis، فلورسانس (PL) و FTIR از نظر ساختاري، ريختشناسي و ويژگيهاي نوري مشخصهسازي شدند. همچنين پايداري نوري و شيميايي، چرخهپذيري pH و ساير ويژگيهاي عملكردي حسگر مورد بررسي قرار گرفت. متغيرهاي عملياتي شامل pH، دماي واكنش، زمان پاسخ، اثر نمك و حجم نمونه بهينهسازي شدند. حسگر در شرايط بهينه براي تشخيص 2-بوتانون در محدوده 25/0 تا 5 ppb و پروپانال در محدوده 50/0 تا 20 ppb پاسخ خطي نشان داد. مقادير LOD اين سامانه بهترتيب 107/0 و 109/0 ppb بهدست آمد كه بيانگر حساسيت بالاي آن است. همچنين آزمونهاي تكرارپذيري و گزينشپذيري در حضور گونههاي مزاحم زيستي نظير اتانول، 2-پروپانول، 2-بوتانول، فرمالدهيد، متازايلن و هگزان، پايداري و انتخابپذيري مطلوب حسگر را تأييد كردند. يافتههاي اين پژوهش پتانسيل بالاي حسگر بالم لب مبتني بر NR-SiQDs را براي توسعه ابزارهاي قابل اعتماد در پايش باليني و تشخيص زودهنگام سرطان معده نشان ميدهد.
تاريخ ورود اطلاعات
1404/08/18
عنوان به انگليسي
Design and Fabrication of Solid-State Colorimetric/Fluorometric Sensors for Monitoring 2-Butanone and Propanal Biomarkers in Breath
تاريخ بهره برداري
9/22/2026 12:00:00 AM
دانشجوي وارد كننده اطلاعات
شيدا داستاني
چكيده به لاتين
Gastric cancer is one of the most important and challenging diseases in human health, where early diagnosis can significantly improve treatment outcomes. Volatile organic compounds such as 2-butanone and propanal, which are metabolites produced from metabolic processes in the body and serve as key breath biomarkers, play a crucial role in the non-invasive detection of this disease. Accurate and rapid measurement of these compounds in exhaled breath enables convenient and effective monitoring. In this study, a solid-state fluorescent sensor based on lip balm functionalized with nitrogen-doped silicon quantum dots (NR-SiQDs) was designed and synthesized for the selective detection of 2-butanone and propanal in human breath, as well as for monitoring pH in saliva. The sensor system was integrated with a smartphone platform for fluorescence image acquisition and analysis, enabling rapid and convenient visual detection of biomarkers. The prepared materials and fabricated sensor were characterized in terms of structural, morphological, and optical properties using physicochemical methods and various spectroscopic techniques, including UV-Vis, photoluminescence (PL), and FTIR. In addition, optical and chemical stability, pH cycling performance, and other functional properties of the sensor were evaluated. Operational variables, including pH, reaction temperature, response time, salt effect, and sample volume, were optimized. Under optimal conditions, the sensor exhibited a linear response for the detection of 2-butanone in the range of 0.25–5 ppb and propanal in the range of 0.50–20 ppb. The limit of detection (LOD) values were determined to be 0.107 ppb and 0.109 ppb, respectively, indicating the high sensitivity of the system. Furthermore, repeatability and selectivity tests in the presence of biological interfering species such as ethanol, 2-propanol, 2-butanol, formaldehyde, meta-xylene, and hexane confirmed the robustness and desirable selectivity of the sensor. The findings of this study highlight the great potential of the NR-SiQD-based lip balm sensor as a reliable tool for clinical monitoring and the early diagnosis of gastric cancer.
كليدواژه هاي فارسي
سرطان معده , تركيبات آلي فرار , نقاط كوانتومي سيليكوني , بالم لب , پروپانال , 2-بوتانون , حسگر فلوروسنجي
كليدواژه هاي لاتين
gastric cancer , silicon quantum dots , volatile organic compounds , lip balm , propanal , 2-butanone , fluorescent sensor
Author
Sheida Dastani
SuperVisor
Rouholah Zare Dorabei