28206

طراحي و ساخت ريز تراشه هاي جديد و بررسي كاربرد آن ها در سامانه هاي حسگري رنگ سنجي به منظور تشخيص تركيب هاي كايرال

كارشناسي ارشد

شيمي-شيمي تجزيه

1398

1401/08/04

دكتر روح اله زارع دورابي

دكتر دشتيان

شيمي

توسعه رويكرد در محل و مناسب براي تشخيص انانتيومرها براي علوم پزشكي و زيستي اهميت قابل توجهي دارد. از جمله مواد كايرال، تريپتوفان (Trp) يك اسيد آمينه ضروري براي انسان است و نقش مهمي در بسياري از عملكردهاي متابوليك ايفا مي كند كه سطوح غلظت آن را مي توان براي تشخيص انواع مختلف اختلالات متابوليك و علائم مرتبط با آن بيماري ها اعمال كرد. از اين رو در پايان نامه حاضر، يك واكنشگاه ريزتراشه گريز از مركز با كانال¬هاي پرشده از چارچوب هاي فلز-آلي L-AA-Cu(II)-MOF و ZIF-8-L-His-MOF كايرال گزين و ادغام شده با يك حسگر رنگ سنجي انتخابي مبتني بر كنترل مورفولوژي و محافظت سطح نانوبيضي هاي طلا (NOs) با ال-تيروزين (L-Tyr) و دي/ال آلانين (D/L-Ala) بر روي يك تراشه پلي دي متيل سايلوكسان و كاغذ فابريان توسعه داده شد. سامانه هاي ريزتراشه براي ريزجريان هاي درون ريزكانال ها در ابعاد بسيار كوچك ميكروليتر و نانوليتري مورد استفاده قرار مي گيرند و كمك شاياني به توسعه روش هاي با حجم كم نمونه در شيمي تجزيه كرده اند. روش هاي مشخصه‌يابي FE-SEM، TEM، FTIR، CD، UV-Vis، پتانسيل زتا، DLS و XRD نشان دادند كه عناصر تشخيص كايرال با موفقيت سنتز شدند. تغيير رنگ حسگرها از قرمز به بنفش و آبي در اثر تجمع ذرات و تغيير جهت گيري آن ها به ترتيب براي D-Trp و L-Trp حاصل شد. متغيرهاي عملياتي pH و زمان پاسخ براي هر كدام از حسگرها بهينه و همچنين ارقام شايستگي مطلوب از قبيل گستره خطي مناسب از 05/0 تا 1.5 ميلي مولار بر روي هركدام از حسگرهاي مربوطه محاسبه گرديد كه مقادير حدتشخيص مربوطه، به ترتيب براي حسگر Au-NOs-L-Tyr، 15 ميكرومولار و براي حسگر Au-NOs-D,L-Ala، 7/22 ميكرومولار محاسبه گرديد. حسگرهاي پيشنهادي، گزينش پذيري و تكرارپذيري مطلوب را در حضور ديگر گونه هاي مشابه از خود نشان دادند. اين رويكرد همچنين براي سنجش انانتيومرگزيني انتخابي در آلبومين سرم گاوي (BSA)، پلاسماي خون و نمونه هاي ادرار با عملكرد مطلوب اعمال شد. مهمتر از آن، ثبت تصاوير رنگي در محل با تلفن هوشمند با موفقيت انجام شد تا تغيير رنگ به صورت بصري امكان پذير و در كاربردهاي عملي نويد بزرگي داشته باشد.

1402/02/17

Designing and construction of new microchips and investigating their application in colorimetric sensing systems to chiral compounds detection

10/26/2023 12:00:00 AM

The development of on-site and convenient strategy for the chiral recognition of enantiomers is of considerable significance for medical and life science. Amongst, tryptophan (Trp) is an essential amino acid for humans and plays crucial roles in many metabolic functions which its concentration levels can be applied for diagnosing different kinds of metabolic disorders and the symptoms associated with those diseases. Therefore, in this thesis, a centrifugal microchip reactor with channels packed with chiral recogenation metal-organic frameworks L-AA-Cu(II)-MOF and ZIF-8-L-His-MOF and integration with a selective colorimetric sensor based on morphology control and surface protection of gold nanoovals (NOs) with L-tyrosine (L-Tyr) and D/L-alanine (D/L-Ala) on a Polydimethylsiloxane chip and Fabrian paper were developed. Microchip systems are used for microcurrents inside microchannels in very small microliter and nanoliter dimensions and have made a great contribution to the development of methods with small sample volume in analytical chemistry. FE-SEM, TEM, FTIR, CD, UV-Vis, zeta potential, DLS and XRD characterization methods showed that chiral detection elements were successfully synthesized. The color change of the sensors from red to purple and blue was obtained due to the aggrigation of particles and the change of their orientation for D-Trp and L-Trp, respectively. The operational variables of pH and response time for each of the colorimeteric sensors were calculated as well as the appropriate figures of merit such as the suitable linear range from 0.05 to 1.5 mM on each of the corresponding sensors, and the corresponding detection limit values were respectively for the Au- sensor. NOs-L-Tyr, 15 μM and for Au-NOs-D,L-Ala sensor, 22.7 μM was calculated. The proposed sensors showed good selectivity and reproducibility in the presence of other similar species. This strategy is also applied for enantio-selective sensing in bovine serum albumin (BSA), blood plasma and urine samples with desirable performances. More importantly, on-site signal recording with a smartphone was successfully combined to perform noticeable visual color change and hold great promise in practical applications.

ال و دي-تريپتوفان، نانوبيضي هاي طلا، انانتيومر گزيني، چارچوب هاي فلز-آلي، ريزتراشه هاي گريز از مركز، رنگ سنجي

L and D-tryptophan-gold nano-ellipses-enantiomer selection-metal-organic frameworks-centrifugal microfluidics-colorimetric

mahsa karimian

rohallah zare dorabei