20968

۲۰۹۶۸

كاربرد الكترود اصلاح شده با نانوكاتاليزگر Co-Al LDH و Pd-Al LDH براي اندازه گيري آمينو اسيد سيستئين و غربالگري هپاتيت ب

كارشناسي ارشد

شيمي تجزيه

۱۳۹۵

۱۳۹۸/۰۴/۱۰

دكتر علي غفاري نژاد - دكتر اسكندر اميدي نيا

شيمي

چكيده در قسمت اول اين پايان‌نامه يك حسگر الكتروشيميايي براي تعيين آمينو اسيد سيستئين طراحي و ساخته شد. الكترود گرافيت مداد به عنوان الكترودكار يكبار مصرف با فيلم هيدروكسيد لايه دوگانه كبالت و آلومينيوم (Co-Al LDH) اصلاح و به عنوان حسگر ارزان قيمت و با حساسيت بالا تهيه شد. هيدروكسيد لايه دوگانه توسط روش كرونوآمپرومتري با اعمال پتانسيل ثابت 9/0- ولت بر روي الكترود كار تشكيل شد. رفتار الكتروشيميايي الكترود اصلاح شده توسط روش‌هاي ولتامتري چرخه‌اي (CV)، ولتامتري پالس تفاضلي(DPV)، طيف سنجي امپدانس الكتروشيميايي(EIS) و ولتامتري روبش خطي(LSV) بررسي شد. تمامي آزمون‌ها در شرايط بهينه توسط سرعت روبش پتانسيل mVs-1100 و 13 pH=انجام شد و پيك اكسايش سيستئين در حدود 14/0ولت مشاهده شد. جريان پيك اكسايش به غلظت سيستئين وابسته است. گستره‌ي خطي غلظت به‌دست آمده براي اندازه‌گيري سيستئين توسط اين حسگر μM 1/0 pM - 100 و حد تشخيص تجربي به‌دست آمده برابر pM 100 است. الكترود پيشنهادي براي اندازه گيري سيستئين در نمونه دارويي مورد استفاده قرار گرفت. اين الكترود اصلاح شده ارزان قيمت است و به‌صورت سريع و آسان تهيه مي‌شود. در قسمت بعدي در اين پژوهش به غربالگري بيماري هپاتيت ب، يكي از مشكلات عمده سلامت در دنيا و كشور ايران پرداخته شد. اين عفونت يكي از شديدترين عفونت‌هاي ويروسي كبدي در جهان مي‌باشد. با توجه به اثر تشخيص زود هنگام، مراقبت و درمان بيماري هپاتيت ب، دستگاه هاي تجزيه‌اي قوي، سريع، حساس و ارزان قيمت، بسيار مورد نياز است. در اين پژوهش يك پروب با حساسيت فوق العاده بالا بدون برچسب براي شناسايي ويروس هپاتيت ب توسط تشكيل فيلم هيدروكسيد لايه دوگانه پالاديم و آلومينيوم ( Pd-Al LDH) براي اولين بار به عنوان يك بستر، بر سطح الكترود اكسيد قلع فلوئوردار شده (FTO) ساخته شد. رشته تكميلي DNA ويروس آمين دار شده به عنوان يك پروب بر روي فيلم LDH عاملدار شده با گروه كربوكسيل، تثبيت شد كه DNA ويروس به دنباله مكمل متصل شده و تغيير قابل توجهي در پاسخ آمپر سنجي پروب در حضور محلول Fe (CN)63- /4- مشاهده شد. محدوده خطي (1 fM ‒1 µM) و حد تشخيص 1 fM پروب، نشان دهنده عملكرد بالاي اين زيست‌حسگر مي‌باشد. در نهايت زيست حسگر تهيه شده براي اندازه گيري DNA ويروس هپاتيت ب در نمونه خون انسان مورد استفاده قرار گرفت. زيست‌حسگر طراحي شده از حساسيت بالايي برخوردار بوده و داراي مزيت هاي ديگري ازجمله زمان طراحي و ساخت سريع آسان و يكبار مصرف بودن و قابليت تجاري سازي به‌صورت كيت‌هاي قابل حمل مي‌باشد. كلمات كليدي: ال-سيستئين; Pd-Al LDH ;Co-Al LDH ; الكتروديپوزيشن; ولتامتري پالس تفاضلي; الكترود يكبارمصرف; استيل سيستئين; هپاتيت ب

1398/06/05

Application of modified electrode with Co-Al layered double hydroxide and Pd-Al layered double hydroxide nano catalyst for measurement of Cysteine amino acid and screening of Hepatitis B

6/30/2020 12:00:00 AM

Abstract In the first part of this dissertation, an electrochemical sensor was designed and developed for the determination of Cysteine amino acid. A pencil graphite electrode (PCE) was modified with a Co(II)-Al(III) layered double hydroxide (LDH) to obtain a disposable, inexpensive and sensitive sensor for Cysteine. The LDH was electrochemically deposited by a chronoamperometric method by employing a 0.9V constant potential on the working electrode. The electrochemical behavior of the modified electrode was investigated using cyclic voltammetric method (CV), differential pulse voltammetry (DPV), electrochemical impedance spectroscopy (EIS), and linear scanning voltammetry (LSV). All tests in optimal conditions by the potential scan rate of 10 mVs-1 and at pH=13 was performed and the Cysteine oxidation peak was observed at about 0.15 V. A linear range of the concentration was obtained 0.1μM-100PM and the experimental detection limit was equal to 100PM. The proposed electrode was used to measure Cysteine in a pharmaceutical sample. This modified electrode is inexpensive and easily and fastly prepared. In the next section, screening for Hepatitis B is one of the major health problems in the world and in Iran. This infection is one of the most severe liver virus infections in the world. Due to the effect of early detection, care and treatment of Hepatitis B disease, robust, fast, sensitive and inexpensive analytical devices are highly needed. In this study, an ultra-high-sensitivity label free probe to detect the Hepatitis B virus by the formation of the film of Pd(II)-Al(III)LDH was made for the first time as a substrate on the surface of the fluorinated tin oxide electrode (FTO). The complementary DNA sequence of the amino-labeled DNA was fixed as a probe on the carboxylic group-directed LDH film. The DNA of the virus was attached to the complementary sequence and a significant change was observed in the response of the probe amperemeter in the presence of the Fe (CN)63- /4- solution. The wide linear range 1 fM -1 μM and the detection limit of 1 fM probe indicate the high performance of this biomarker. Finally, a biosensor was used to measure the DNA of the Hepatitis B virus in a human blood sample. Designed biosensors are highly sensitive and have other advantages, including short design and production time, quick and easy to use, and commercializable as portable kits. Keywords: L-Cysteine; Co–Al LDH; electrodeposition; differential pulse voltammetry; Disposable electrode; acetylcysteine; Hepatitis B