17565

17565

طراحي و ساخت حسگرهاي الكتروشيميايي بر پايه الكترودهاي خمير كربن و صفحه – چاپي كربني اصلاح شده با نانو ذرات و پليمرهاي قالب گيري شده جهت اندازه گيري تركيبات دارويي آرامبخش

دكتري

شيمي تجزيه

اسفند 1395

دكتر سيد محمد رضا ميلاني حسيني

-

شيمي

در قسمت اول اين تحقيق، يك حسگر ولتامتري جديد، مبتني بر الكترود خمير كربن(CP) اصلاح شده با نانو كامپوزيت بين پليمرهاي قالب¬گيري شده¬ي مولكولي و نانو¬لوله¬هاي كربني ( MIP-MWCNT) جهت اندازه¬گيري داروي ديازپام(DZ)، تهيه گرديده است. نتايج به دست آمده نشان داد كه MIP-MWCNT توانايي بسيار بيشتري را براي جذب DZ، نسبت به حسگر مبتني بر پليمر قالب¬گيري نشده (NIP-MWCNT-CP) دارد. پس از بهينه¬سازي عوامل مؤثر بر پاسخ حسگر، منحني كاليبراسيون تحت شرايط بهينه رسم گرديد. منحني به دست آمده در محدوده¬ي M 6-10 ×00/1– 9-10× 00/8 (9972/0 = 2R) با غلظت DZ رابطه¬ي خطي نشان داد. همچنين، حد تشخيص حسگر برابر M 9-10×77/3 به دست آمد. ميزان انحراف استاندارد نسبي براي پنج بار اندازه-گيري محلول M DZ 7-10× 00/1 برابر 40/3 % بود. حسگر تهيه شده به طور موفقيت¬آميزي براي تعيين DZ در نمونه¬هاي قرص و سرم خون انسان مورد استفاده قرار گرفتند. در قسمت دوم اين پژوهش، يك حسگر الكتروشيميايي مبتني بر الكترود خمير گرافن- كربن (GCPE) اصلاح شده با نانو ذرات MIP براي تعيين حساس و گزينشي داروي كلرديازپوكسايد(CDP) تهيه شد. نتايج به دست آمده نشان داد كه الكترود GCP اصلاح شده با نانوذرات MIP (Nano-MIP-GCPE)، توانايي بيشتري براي جذب CDP نسبت به الكترود اصلاح شده با نانوذرات NIP (Nano-NIP-GCPE) دارد. همچنين، استفاده از نانو ورق¬هاي گرافن در تهيه الكترود خمير كربن، منجر به بهبود قابل توجهي در پاسخ الكترود به CDP شد. تحت شرايط استخراج و آناليز بهينه شده، پاسخ حسگر با غلظت CDP، داراي يك رابطه خطي در محدوده¬ي M 8-10 × 50/7– 10-10 ×00/6 (9982/0 = 2R) با حد تشخيص M10-10×61/2 مي¬باشد. حسگر پيشنهادي تكرارپذيري خوبي براي پنج بار اندازه¬گيري محلولCDP M 9-10×50/7 ( 2/3 % RSD =) نشان داد. اين حسگر، به طور موفقيت آميزي براي تعيين CDP در فرمولاسيون دارويي و مايعات زيستي مورد استفاده قرار گرفته است. در قسمت سوم اين تحقيق، نانو كامپوزيت بين MIP و MWCNT، با استفاده از داروي كلرپرومازين (CPZ) به عنوان مولكول هدف و با روش پليمريزاسيون سوسپانسيوني تهيه گرديد. سپس،، پليمرهاي قالب مولكولي (MIP-MWCNT) و همچنين پليمرهاي قالب¬گيري نشده (NIP-MWCNT) جهت اصلاح الكترودهاي صفحه-¬چاپي كربني ( SPCE)، به عنوان عنصر شناسايي مورد استفاده قرار گرفتند. پس از اطمينان از پاسخ حسگر تهيه شده به CPM، عوامل مؤثر بر عملكرد اين حسگر مورد بررسي قرار گرفت و سپس، منحني كاليبراسيون تحت شرايط بهينه، رسم گرديد. جريان دماغه در محدوده¬ي غلظتي M 7-10 × 50/2– 10-10 × 50/7 (9956/0 = 2R) با غلظت CPM رابطه¬ي خطي نشان داد و حد تشخيص نيز برابرM 10-10 × 58/2 بدست آمد. همچنين، انحراف استاندارد نسبي جهت بررسي تكرارپذيري حسگر پيشنهادي برابر (5 = n) 48/4 % بدست آمد. در نهايت، از اين حسگر جهت سنجش CPM در نمونه¬هاي قرص و همچنين ادرار انسان استفاده گرديد. واژه‌هاي كليدي: حسگر الكتروشيميايي، پليمرهاي قالب مولكولي، نانو ذرات، ديازپام، كلرديازپوكسايد، كلرپرومازين.

1396/04/13

1/1/1900 12:00:00 AM

In the first part of this research, a new voltammetric sensor based on carbon paste (CP) electrode modified by a nanocomposite between molecularly imprinted polymer and multiwalled carbon nanotubes (MIP-MWCNT) was prepared for determination of the diazepam (DZ) drug. The obtained results indicated that the electrode modified by MIP-MWCNTs has much higher adsorption ability than the NIP-MWCNTs-CP based sensor. After optimization of the factors affecting the response of the sensor, the calibration curve was drawn under optimal conditions. The obtained calibration curve was shown a linear relationship with DZ concentration in the range of 8.0 × 10−9 to 1.0 × 10−6 M (R2 = 0.9972). The detection limit (LOD) was also obtained 3.77 × 10−9 M. The relative standard deviation (RSD %) for five repeated measurements of 1.0 × 10−7 M DZ was 3.4%. The developed sensor was successfully used for determinations of diazepam in tablet and human blood serum samples. In the second part of this research, an electrochemical sensor based on graphene-carbon paste electrode (GCPE) modified by MIP nanoparticles (Nano-MIP) was prepared for sensitive and selective determination of chlordiazepoxide drug. The obtained results showed that the GCP electrode modified by MIP nanoparticles (Nano-MIP-GCPE) has much higher adsorption ability to CDP than the NIP nanoparticles modified electrode (Nano-NIP-GCPE). Also, the using of graphene nano sheets in preparation of CPE leads to a significant improvement in the response of electrode to CDP. Under optimized extraction and analysis conditions, the sensor response have a linear relationship with chlordiazepoxide concentration in the range of 6.0 × 10−10 to 7.5 × 10−8 M (R2 = 0.9982) with a detection limit of 2.61 × 10−10 M. The proposed sensor showed good reproducibility for five times measurement of 7.5 × 10−9 M CDP solution (RSD = 3.2%). This sensor was successfully applied for determination of chlordiazepoxide in pharmaceutical formulation and biological fluids samples. In the third part of this research, the nano-composite between MIP and MWCNT was prepared by suspension polymerization method. In this section, the chlorpromazine drug (CPM) was selected as template molecule.Then, the molecularly imprinted polymer (MIP-MWCNT) and the non-imprinted polymer (NIP-MWCNT) were used as recognition elements for modification of screen printed carbon electrodes (SPCE). After ensuring the appropriate response of prepared sensor to CPM, the factors affecting the performance of the sensor were examined and then the calibration curve was drawn under optimized conditions. The peak current showed a linear relationship with CPM concentration in the range of 7.5 × 10−10 to 2.5 × 10−7 M (R2 = 0.9956) and the detection limit was calculated 2.96 × 10−10 M. Also, the relative standard deviation for investigation of the sensor reproducibility was obtained 4.48% (n=5). Finally, this sensor was used for assay of CPM in tablet and human urine samples. Keywords: Electrochemical sensor, Molecularly imprinted polymers, Nanoparticles, Diazepam, Chlordiazepoxide, C hlorpromazine