ساخت و مشخصه يابي حسگر الكتروشيميايي چاپ شده مولكولي جهت ارزيابي غير تهاجمي سطح اوره از عرق

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مهندسي مواد

كارشناسي ارشد

اوره يك تركيب آلي است كه در طبيعت، درنتيجه فرآيندهاي مختلف در همه جا يافت مي‌‌شود و در بدن انسان، اوره محصول نهايي متابوليسم نيتروژن است و غلظت بيش از حد اوره در بدن انسان عامل بيماري‌هاي مهم مختلفي مانند سوءهاضمه، سرطان، نارسايي كليوي، انسداد مجاري ادراري و غيره مي‌‌باشد. در ميان مسيرهاي ترشح از طريق چندين مايع زيستي(خون، ادرار، عرق)، اوره عرق يك استراتژي مهم و غيرتهاجمي براي ارزيابي وضعيت كليه و كبد است. در پژوهش حاضر نيز هدف شناسايي اوره از عرق مي‌باشد كه بايد مستقيما از طريق پوست انسان صورت گيرد و به منظور ساخت يك حسگر زيست‌سازگار و بدون تحريك پوست، فيلم نانواليافي فيبروئين ابريشم با خواص مكانيكي قوي، وزن سبك و هزينه پايين گزارش مي‌شود كه با حل كردن مستقيم ابريشم در محلول فرميك‌اسيد-كلسيم كلريد ساخته شده است. اين محلول ابريشم را به سرعت در دماي اتاق حل كرده و مهمتر از آن، ابريشم را به جاي مولكول‌هاي جداگانه به نانوفيبريل‌ها تجزيه مي‌كند. از طرفي استفاده از نانوذرات نيمه‌‌هادي موليبدن دي سولفيد با فاصله نواري مستقيم، جهت بهبود حسگري الكتروشيميايي و بهبود رفتار حسگر برپايه پليمرها، انتخاب مفيد و ايمني است. در همين راستا، بعد از ساخت موفقيت‌آميز اين دو ماده، با استفاده از پوشش‌دهي دوراني فيلم ابريشم/موليبدن‌دي‌سولفيد در 9 لايه آماده شد و خواص آن در دو صورتي كه ابريشم و يا موليبدن‌دي‌سولفيد لايه رويي باشد، بررسي شد. پس از آن، پيرول به عنوان يك مونومر در حضور محلول بافر سديم استات حاوي الگوي اوره الكتروپليمريزه مي شود تا يك الكترود حك شده با اوره آماده شود و اين فرايند با استفاده از ولتامتري چرخه‌اي(CV) در محدوده‌ي 8/0-6/0- ولت و تعداد 10 سيكل انجام گرفت. سپس به وسيله‌ي آزمون‌هاي مشخصه‌يابي شامل طيف‌سنجي مرئي-فرابنفش، پراش پرتوايكس، طيف‌سنجي فروسزخ با تبديل فوريه، ميكروسكوپ الكتروني روبشي و ترشوندگي، تشكيل پليمر قالب مولكولي(MIP) تاييد شد. الكترود پليمري غير مولكولي چاپ شده(NIP) نيز با همان فرآيند MIP اما بدون اوره براي مطالعه مقايسه بهتر ساخته شد و نشان داده‌شد كه چاپ سطحي مي‌تواند بر تأثير مانع فضايي غلبه كند و تعداد مكان‌هاي اتصال را براي الگوي مشخص افزايش دهد، بنابراين كارايي تشخيص را بهبود مي‌بخشد. ارزيابي خواص حسگري براي نمونه با لايه رويي موليبدن‌دي‌سولفيد كه مشخصه‌يابي‌هاي آن با نتايج بهتري همراه بود، از روش ولتامتري پالس تفاضلي (DPV) در محدوده‌ي 6/0-2/0- ولت ودر محلول پتاسيم فري/فرو سيانيد و با زمان جذب 15 دقيقه انجام گرفت و مقدار حد تشخيص حسگر MIP ساخته شده، 12/0 ميلي‌مولار به دست آمد. انتخاب‌پذيري حسگر الكتروشيميايي مورد نظر نيز با استفاده از مواد ديگر موجود در عرق با ساختار و يا فعاليت الكتروشيميايي مشابه اوره و ارزيابي پاسخ‌هاي DPV آن‌ها انجام شد كه پاسخ‌هاي جريان در دو غلظت با اختلاف نسبتا زياد نزديك به هم بوده و نمايانگر عدم تشخيص آن‌هاست. در اين پژوهش امكان‌‌سنجي توسعه حسگرهاي الكتروشيميايي جهت ارزيابي اوره در قالب فيلم چندلايه حاوي قالب مولكولي انجام شد كه رويكرد اميدواركننده‌اي براي كاربردهاي زيستي ارائه مي‌دهد و بايد تحقيقات آينده بر ارتقاي حسگر به پوست الكترونيكي و تامين انرژي آن به صورت خودتوان از طريق اثر تريبوالكتريك متمركز شود.

233364

شناسايي و انتخاب و روش ساخت مواد

مهندسي مواد

دانشگاه صنعتي اصفهان