16916

16916

سنتز نانوالياف پلي آنيلين جهت استفاده در زيست حسگر گلوكز

كارشناسي ارشد

مهندسي مواد - نانو مواد (نانوفناوري)

آبان 1395

دكتر علي غفاري نژاد - دكتر عليرضا زاهدي

دكتر اميد وحيدي

فناوري هاي نوين

زيست‌حسگرهاي گلوكز بزرگترين دامنه تحقيقات را در حوزه حسگرها در مقالات را به خود اختصاص داده اند. به دليل قابليت‌هاي بهتر، عمده ترين زيست‌حسگرها، نوع الكتروشيميايي آن‌ها هستند. سطح الكترود مورد استفاده در زيست‌حسگرها با مواد مختلفي اصلاح مي‌شود تا نتيجه بهتري را براي پاسخ به علامت دستگاه‌ها به‌دست دهد. در اين پايان‌نامه نانوالياف پلي‌آنيلين به همراه ذرات اكسيد مس بر روي سطح الكترود شيشه‌اي رسانا (FTO) پوشش داده شدند و مورد آزمون قرار گرفتند. به اين صورت كه ابتدا نانوالياف پلي‌آنيلين با روش شيميايي و با استفاده از غشاي تراواي سلولزاستر پليمريزه شد. سپس اين الياف بر روي شيشه رسانا قرار گرفته و ذرات مكعبي اكسيد مس با روش الكتروشيميايي بر روي نانوالياف استقرار يافت. ساختار و ريخت‌شناسي نانوكامپوزيت CuO/PANI با استفاده از ميكروسكوپ الكتروني روبشي (SEM)، پراكنش اشعه ايكس (XRD)، طيف سنجي پراكنشي اشعه ايكس (EDS) و تبديل فوريه مادون قرمز (FTIR) مورد بررسي قرار گرفت. پاسخ الكتروشيميايي الكترود پيشنهاد شده در حضور گلوكز در pHهاي مختلف بررسي گرديد و بهترين نتيجه در محلول سديم هيدروكسيد 0٫1 مولار حاصل شد. اين الكترود براي تشخيص گلوكز در مقايسه با الكترودشيشه‌اي رسانا اصلاح نشده والكترود PANI/FTO عملكرد خيلي بهتري را از خود نشان داد. دامنه خطي حسگر الكتروشيميايي پيشنهاد شده با آزمون كرونوآمپرومتري بررسي شد كه در نتيجه آن، 4 محدوده خطي با ضريب برازش بيشتر از 0٫99 حاصل شد كه محدوده دامنه خطي با 0٫7 ميكرو مولار تا 2٫17 ميلي‌مولار بيشترين حساسيت را نشان داد. اثر برخي مزاحمت‌هاي زيستي مهم مانند اوريك اسيد، آسكوربيك اسيد، دوپامين، سديم و سديم كلريد با روش آزمون آمپرومتري بررسي شد كه مزاحمت قابل توجهي مشاهده نشد. تكرار پذيري و تكثير پذيري الكترود به ترتيب 4٫9 و 3٫6 درصد به دست آمد و سرانجام پايداري الكترود در 10 روز مورد مطالعه قرار گرفت كه پس از آن ميزان بازيابي الكترود حدود 90 درصد بود. سادگي، آماده سازي بدون پيچيدگي‌هاي خاص، دامنه خطي وسيع، گزينش پذيري خوب و پايداري الكترود پيشنهادي، كارآيي و عملكرد قابل قبولي را ارائه مي‌كند.

1395/12/21

1/1/1900 12:00:00 AM

In this study, copper oxide particles modified polyaniline nanofibers (PANI-NF) were deposited on FTO electrode an​d used as a non-enzymatic sensor for glucose. PANI-NFs were polymerized by a chemical method an​d through membrane cellulose ester. These fibers were dip coated on FTO an​d then copper oxide cubic particles was deposited on PANI-NFs by electrodeposition method. The morphology an​d structure of CuO/PANI-NF composite was characterized by scanning electron microscopy (SEM), X-ray diffraction (XRD), energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDS) an​d Fourier transform infrared (FT-IR). The electrochemical response of the proposed electrode in presence of glucose was investigated in various pHs, which the best result was obtained in 0.1 M NaOH. Also the performance of this electrode for glucose detection was compared with bare FTO an​d PANI-NF/FTO, which its performance was very better. The linear range of the proposed sensor was studied by chronoamperometry, which was between 0.7 µM to 2.17 mM. The interference effect of some important species (uric acid, ascorbic acid, dopamine, sodium chloride) was examined, which no considerable interfering effect was observed. The repeatability an​d reproducibility of the electrode were 4.9 an​d 3.6%, respectively. Finally, the electrode stability was investigated an​d after 10 days the electrode showed ~90% of the its initial efficiency. According to simplicity, ease of preparation, wide linear rang, good selectivity an​d stability the proposed electrode can be used as a non-enzymatic glucose sensor.