ساخت و كاربرد نانو ذرات پلا سمونيك MoOx در تشكيل پلي دوپامين و حسگري نوري دوپامين

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

فيزيك

دكتري

دوپامين (DA) به‌عنوان يك انتقال‌دهنده عصبي كليدي، نقش محوري در تنظيم فرآيندهاي عصبي و متابوليكي ايفا كرده و از مهم‌ترين نشانگرهاي زيستي در اختلالات عصبي محسوب مي‌شود. از منظر شيمي سطح نيز، رفتار ردوكس‌فعال DA آن را به پيش‌ماده‌اي راهبردي براي تشكيل پلي‌دوپامين (PDA) و مهندسي فصل‌مشترك‌هاي آلي–معدني تبديل كرده است. با اين حال، كنترل اكسايش و پليمريزاسيون DA در محيط اسيدي، بدون استفاده از عوامل اكسنده خارجي يا تنظيم pH، همچنان يك چالش بنيادين در سنتز هيبريدهاي پايدار محسوب مي‌شود. در اين پژوهش، نانوصفحات پلاسمونيك MoO3-x به‌عنوان يك بستر ردوكس‌فعال و حامل پلاسمون به‌كار گرفته شد تا يك سامانه حسگري نوري مبتني بر رزونانس پلاسمون سطحي موضعي (LSPR) طراحي شود كه مستقيماً بر خاصيت كاهندگي DA تكيه دارد. اين حسگر دامنه پاسخ وسيعي از 0.1 نانومولار تا 1 ميلي‌مولار را پوشش داده و حد تشخيص 1.008 ميكرومولار ارائه مي‌دهد. انتخاب‌پذيري بالا در حضور تداخل‌گرهاي زيستي كليدي نظير اسيد اوريك و اسيد آسكوربيك كارايي عملي سامانه را تأييد مي‌كند. به‌صورت هم‌زمان، يك رهيافت خود بخودي معرفي شد كه در آن MoO3-x غني از نقص‌هاي اكسيژن، بدون نياز به اكسنده خارجي، نقش اكسنده درجا (in-situ)، ميانجي انتقال بار و بستر رشد را ايفا كرده و اكسايش DA و پليمريزاسيون سطح‌-محور PDA را در محيط اسيدي فعال مي‌كند. نقص‌هاي اكسيژن و كوپل شدن پلاسمون–ردوكس موجب تسريع انتقال الكترون، افزايش چگالي حامل‌هاي آزاد و آغاز شكل‌گيري فصل‌مشترك هيبريدي مي‌شوند. آناليزهايي مانند XPS، Raman، FTIR، UV–Vis، PL، FESEM و XRD كاهش Mo⁶⁺، افزايش نسبت Mo⁵⁺، ايجاد نقص‌هاي اكسيژني جديد، ادغام نيتروژن و رشد دامنه‌هاي PDA را تأييد كردند. ظهور فوتولومينسانس القاشده نيز بيانگر شكل‌گيري نواحي π–مزدوج و ايجاد يك رابط الكترون‌فعال ميان فاز آلي و معدني است. اين مطالعه يك راهبرد ردوكسِ سطح‌محور، بدون قالب و مقياس‌پذير براي ساخت هيبريدهاي پلي‌دوپامين–اكسيد فلزي در محيط اسيدي ارائه مي‌دهد و در عين حال، كاركرد عملي آن را در حسگري پلاسمونيك دوپامين به‌طور مستدل نشان مي‌دهد. اين رويكرد مي‌تواند مبنايي براي طراحي نسل جديد مواد هيبريدي الهام‌گرفته از طبيعت در حوزه حسگري و اپتوالكترونيك باشد.

237478

ماده چگال تجربي

فيزيك

دانشگاه صنعتي اصفهان