SUPERVISOR
Behzad Rezaei,Ali asghar Ensafi
بهزاد رضائی (استاد راهنما) علی اصغر انصافی (استاد مشاور)
STUDENT
Hossein Khosropour
حسین خسروپور
FACULTY - DEPARTMENT
دانشکده شیمی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1388
TITLE
Application of Multi-walled Carbon Nanotube/Trichloro(terpyridine)Ruthenium(III)/Promazine as Mediator to Prepare of Electrochemical Sensors forDetermination of Glutathione and Cysteamine
In this research is proposed application of multi-walled carbon nanotubes (MWCNTs) for modification of carbon paste electrode (as a working electrode) in the presence of organic/inorganic mediators. Also studied electrochemical behavior of these modified electrodes in an aqueous buffer solution are studied for the determination of glutathione (GSH) and cysteamine (CA) using cyclic voltammetry (CV), chronoamperometry (CA) and electrochemical impedance spectroscopy (EIS). Firstly, electrochemical behavior of modified trichloro(terpyridine) ruthenium(?)-multi-walled nanotubes electrod on the determination of glutathione is. The electrochemical behavior of the compounds at this modified electrode was studied by cyclic voltammetry (CV) and differential pulse voltammetry (DPV). The results show that the chemically modified electrode exhibits efficient electrocatalytic activity in the oxidation of GSH. the catalytic peak currents were linearly dependent on the GSH concentrations in the ranges 0.8–56.8 µM GSH . Detection limits for GSH were 0.6 µM. The relative standard deviation (RSD%) for 3.8 µM GSH were 1.3%. The kinetic parameters such as electro transfer coefficient, ?=0.54 and catalytic reaction rate constant, kh=3.08×103 M–1 s–1 were also determined using electrochemical approaches. The diffusion coefficient for GSH at the Ru complex-modified carbon nanotubes paste electrode was determined as 1.64×10-4 cm2 s?1. Finally, the sensor was examined as a selective, simple, and precise new electrochemical sensor for determination of GSH in real samples such as erythrocyte hemolysed in the normal subjects and urine. Finally, the oxidation of cysteamine also has been studied at modified carbon paste electrode with promazine as a homogenous mediator, using cyclic voltammetry, linear sweep voltammetry, chronoamperometry and electrochemical impedance spectroscopy as diagnostic and measurement techniques. Cyclic voltammetric measurements showed that. the catalytic current of the system depends on the concentration of the CA. For determination of CA, some of apparatus and cocentration parameters ( , promazine) were optimized. Under the optimized conditions, the calibration curves were linear in the concentration range of 3-1912.5 µM for CA, with a LOD 1.7 µM. The relative standard deviation for 30.0 µM CA is 1.4%. The chronoamperometry was used to determine the catalytic rate constant and diffusion coefficient for the catalytic reaction of promazine with CA. The proposed method was then used for determination of CA in the human urine and pharmaceutical products.
در این پایان نامه، کاربرد نانولوله¬های کربنی چند دیواره در حضور برخی از حدواسط های آلی و معدنی در اصلاح سطوح الکترود خمیر کربن جهت اندازه گیری ترکیبات دارویی بررسی شده است. در این مظالعه از تکنیک¬های ولتامتری چرخه-ای، کرونوآمپرومتری، ولتامتری روبش خطی، ولتامتری پالس تفاضلی و امپدانس الکتروشیمیایی رفتار الکتروشیمیایی الکترودهای اصلاح شده در محلول¬های آبی استفاده شده است. دو ترکیب گلوتاتیون و سیستامین با حدواسط¬ها ی تری¬کلرو(ترپیریدین) روتنیم (III) ،پرومازین هیدروکلرید و نانولوله¬های کربنی با استفاده از مکانیزم الکتروکاتالیزی آنالیز شدند. تعیین داروی گلوتاتیون در سطح الکترود خمیر کربن توسط حد واسط تری¬کلرو(ترپیریدین)روتنیم (III) انجام گرفت. مطالعات ولتامتری چرخه‌ای مربوط به اصلاحگر تری¬کلرو(ترپیریدین) روتنیوم (III) در شرایط 0/8pH= ( بافر فسفات 1/0 مولار)، و غلظت 1/0 مولار الکترولیت حامل پتاسیم¬کلراید در سرعت روبش پتانسیل 20 میلی‌ولت بر ثانیه انجام گرفت که بیانگر یک پیک اکسایش - کاهش شبه برگشت¬پذیر برای این اصلاحگر بود. نتیجه بررسی¬ها این بود که الکترود اصلاح شده تری¬کلرو(ترپیریدین) روتنیم (III) رفتار الکتروکاتالیزوری بسیار مناسب جهت تعیین گلوتاتیون با افزایش جریان پیک آندی که باعث افزایش حساسیت و همچنین کاهش اضافه ولتاژ در اکسایش گلوتاتیون در سطح الکترود اصلاح شده نسبت به الکترود ساده بدون حضور اصلاحگر نشان داد. پارامترهای مختلف تاثیرگذار روی پاسخ حاصله اندازه‌گیری گلوتاتیون مانند pH، درصد اصلاحگر و سرعت روبش پتانسیل مورد ارزیابی قرار گرفت. در تعیین گزینش¬پذیر با حساسیت بالا داروی گلوتاتیون در مقادیر بهینه 0/8pH= و درصد اصلاحگر4% نسبت به تری¬کلرو(ترپیریدین)روتنیم (III) دنبال شد. مقدار پارامترهای سینتیکی مانند ضریب انتقال الکترون 54/0 و ضریب نفوذ 4-10* 64/1 D= و ثابت سرعت واکنش کاتالیزوری M–1 s–1103× 09/3 = kh تعیین شد. تحت شرایط بهینه منحنی تنظیم گلوتاتیون در محدوده غلظتی 8/0 تا 8/56 میکرومولار با حد تشخیص 6/0 میکرومولار به¬دست آمد. میزان RSD%برای غلظت8/3 میکرومولار از گلوتاتیون برابر 3/1 بدست آمد. گزینش¬پذیری روش برای تعیین گلوتاتیون در حضور گونه¬های مختلف مزاحم مورد بررسی قرار گرفت. روش پیشنهادی در تعیین داروی گلوتاتیون در ادرار واریتروسیت به کار گرفته شد که در مقایسه با روش استاندارد المان توافق نزدیکی بین نتایج وجود داشت. در ادامه پروژه اکسایش سیستامین بر روی الکترود خمیر نانولوله کربنی توسط حد واسط همگن پرومازین مورد بررسی و مطالعه قرار گرفت. از تکنیک ولتامتری چرخه‌ای، ولتامتری روبش خطی، کرونوآمپرومتری و طیف‌بینی امپدانس الکتروشیمیایی بعنوان تکنیک‌های شناسایی و اندازه‌گیری استفاده شد. مطالعات ولتامتری چرخه‌ای مربوط به اصلاحگرپرومازین در شرایط 0/5pH= از بافر فسفات 1/0 مولار، و غلظت 1/0 مولار پتاسیم¬کلراید در سرعت روبش پتانسیل 30 میلی‌ولت بر ثانیه نمایانگر رفتار شبه برگشتی اصلاحگر منتخب بود. افزایش جریان متناسب با غلظت سیستامین ، مبنای اندازه‌گیری سیستامین توسط حدواسط پرومازین قرار گرفت. برای اندازه‌گیری سیستامین ، تعدادی از پارامترهای دستگاهی و غلظتی بهینه گردید (5= وغلظت 4-10×0/3 مولار پرومازین) تحت شرایط بهینه منحنی تنظیم رسم گردید که ناحیه خطی 5/1912-0/3 میکرو مولار با حد تشخیص7/1میکرو مولار حاصل گردید. . میزان RSD%برای غلظت0/30 میکرومولار از گلوتاتیون برابر 4/1 بدست آمد. همچنین از تکنیک کرونوآمپرومتری برای اندازه‌گیری ثابت سرعت کاتالیزوری و ضریب نفوذ استفاده شد. روش پیشنهادی برای اندازه‌گیری سیستامین در نمونه‌های حقیقی ادرار و قرص با روش افزایش استاندارد مورد استفاده قرار گرفت.