17442

17442

آشكارساز غيرآنزيمي گلوكوز مبتني بر نانولوله هاي عمودي كربني

كارشناسي ارشد

حالت جامد

بهمن 1395

دكتر محمدرضا زماني

دكتر ياسر عبدي

فيزيك

در اين پايان¬نامه به معرفي حسگري جديد جهت آشكارسازي غلظت گلوكوز در محلول پرداخته¬ايم. حسگر معرفي شده متشكل از الكترودي دندان¬شانه¬اي از نانولوله¬هاي عمودي كربن است كه با استفاده از نيكل به عنوان كاتاليست و با روش لايه¬نشاني بخار شيميايي بهبود يافته توسط پلاسما رشد داده شده¬اند. بر خلاف آشكارسازهاي الكتروشيميايي معمول كه براي كاركرد خود نيازمند يك چيدمان سه الكترودي پتانسيواستات مي¬باشند (الكترود كار، الكترود مرجع و الكترود مقابل)، حسگر معرفي شده در اين پروژه با حذف الكترود مرجع و كنار هم آوردن الكترود كار و الكترود مقابل در قالب طرحي دندان¬شانه¬اي از نانولوله¬هاي كربني عمودي آلاييده شده توسط نيكل، بدون نياز به چيدمان پتانسيواستات، از حساسيت قابل توجهي به گلوكوز برخوردار شده است. همچنين، بر خلاف چيدمان پتانسيواستات كه از الكتروليتي غليظ به عنوان محيط آزمايش استفاده مي¬كند (جهت رسانا كردن محيط)، آشكارساز معرفي شده در اين پايان-نامه، در آب مقطر پاسخ واضحي به غلظت¬هاي گوناگون گلوكوز مي¬دهد. استفاده از آب مقطر به جاي محلول الكتروليت، سبب تضمين عدم شركت حسگر در واكنش¬هاي اكسايش و كاهش با خود محلول و در نتيجه سالم ماندن حسگر پس از آزمايش¬هاي متعدد مي¬شود. در نهايت، نشان مي¬دهيم كه آزمايش امپدانس¬سنجي، گزينشي بودن حسگر تحت ولتاژهاي متناوب را نيز به نمايش مي¬گذارد.

1396/03/20

1/1/1900 12:00:00 AM

In this thesis, we introduce a novel non-enzymatic glucose sensor based on interdigitated vertically aligned carbon nanotube arrays (VCNTs). The CNTs are fabricated using plasma-enhanced chemical vapor deposition (PECVD) method, by employing Ni as growth catalysts. Unlike usual electrochemical sensors, which require a three-electrode potentiostat setup to operate, by bringing the working electrode and the counter electrode together in an interdigitated electrode (where the distance between the two electrodes are set to 12 microns), and eliminating the reference electrode, the fabricated sensor in this study yields high sensitivity to different glucose concentrations. Furthermore, instead of employing a concentrated electrolyte solution as the test medium, which is usually used in electrochemical experiments with a potentiostat, the fabricated sensor shows clear sensitivity to glucose concentrations in distilled water. By using distilled water as opposed to a concentrated electrolyte solution typically used in electrochemical three-electrode potentiostat setups, we ensure that the sensor itself will not be greatly oxidized during tests and that the results are reproducible. Although DC measurements showed selective sensitivity to glucose, easily oxidizable ascorbic acid (which usually coexist with glucose in blood) was seen to interfere with measurements by producing comparable currents to glucose. However, AC impedance tests showed very clear selectivity between the two substances. Amperometric tests were then repeated by using an AC modulated DC voltage, which completely removed the response of the otherwise interfering ascorbic acid.