SUPERVISOR
Behzad Rezaei,Ali asghar Ensafi
بهزاد رضائی (استاد مشاور) علی اصغر انصافی (استاد راهنما)
STUDENT
Maryam Zakery
مریم ذاکری
FACULTY - DEPARTMENT
دانشکده شیمی
DEGREE
Doctor of Philosophy (PhD)
YEAR
1390
TITLE
Development of molecularly imprinted polymers on the surfaces of quantum dots to measure theophylline, thioridazine, histamine drugs and difenoconazole fungicide using spectrofluorimetry
In this thesis, several optical sensors were designed based on moleculary imprinted polymers and quantum dots were used to measure some pharmaceutical species in real samples. In the first part, moleculary imprinted polymers (MIPs) were synthesized on the surfaces of thioglycolic acid-coated cadmium telluride quantum dots to detect theophylline drug. The reverse microemulsion method was used to synthesize MIPs and the factors affecting the sensor response were optimized for theophylline measurement. At optimum conditions (pH = 0.7, T = 25 ? C), the linear sensing range for theophylline detection was 0.14-3.05 ?M and the detection limit was 0.07 ?M. The synthesized nanocomposite combines the selectivity of the moleculary imprinted polymers and the fluorescence property of the quantum dots and can transform the specific interactions between the holes in the polymer tissue with the template molecules into clear changes in the fluorescence signal. As such, a selectable sensor was developed for theophylline assay. In the second part, a new fluorescent sensor based on glutathione-coated cadmium telluride quantum dots was developed for the measurement of difenoconazole fungicides in crops. The nanocomposites were synthesized using 3-amino propyl trioethoxy silane as a functional monomer and tetraethoxy silane with crosslinking role and diphenoconazole molecules as the template molecule on the quantum dot surfaces. At optimal conditions (pH = 7.5, T = 25 ? C), the sensor has a linear range of 12.5-100 ng / ml and a detection limit of 10.0 ng / ml. The present study provides a selective and sensitive method for measuring agricultural pesticides and is highly desirable for environmental-chemical assays. In the third study, an optical sensor with specific binding sites was developed to detect thioridazine. An optical sensor was developed based on ZnO quantum dots coated with moleculary imprinted polymers. Initially, the quantum dots on the zinc oxide were synthesized by deposition on acetate and sodium hydroxide, and then the MIPs layers were fixed on the surfaces of the quantum dots by inverse microemulsion method. The increased presence of thioridazine in the reaction medium causes the sensor to quench the fluorescence intensity due to the specific interactions between thioridazine with the binding sites present in MIPs. Several factors influencing the optical sensor response were optimized. Under optimum conditions (pH = 0.7, T = 25 ? C), thioridazine was measured with a sensing range of 4.0-120 nmol /L and a detection limit of 1.1 nmol /L. High sensitivity and selectivity, simplicity and low cost are among the advantages of the sensor. In the fourth section, the tragacanth gel was used as a natural source for the synthesis of carbon nanoparticles. Subsequently, after the successful synthesis of carbon nanoparticles by hydrothermal method, a moleculary imprinted polymers was used to measure histamine on carbon nanoparticle surfaces. The conditions affecting the optimum sensor response (pH = 6.0, T = 25 ? C) and the effect of disturbing species were investigated. The linear sensor range for histamine measurement was 0.7-18.5 µg /L and the detection limit was 0.14 µg /L. Finally, a proposed optical sensor was used to measure histamine in several human blood plasma samples.
در این رساله، چندین حسگر نوری بر پایهی پلیمرهای قالب مولکولی و نقاط کوانتومی طراحی و برای اندازه گیری برخی گونه های دارویی در نمونه های حقیقی به کار برده شدند. درقسمت اول، پلیمرهای قالب مولکولی (MIPs) روی سطوح نقاط کوانتومی کادمیم تلورید پوشش داده شده با تیوگلیکولیک اسید، برای تشخیص داروی تئوفیلین سنتز شد. از روش میکروامولسیون معکوس برای سنتز MIPsاستفاده و عوامل مؤثر در پاسخ حسگر برای اندازه گیری تئوفیلین بهینه شد. در شرایط بهینه (pH=7/0, T=25 ?C)، محدوده خطی حسگر برای تشخیص تئوفیلین 0/14-3/05میکرومولار و حد تشخیص0/07میکرومولاربود. نانوکامپوزیت سنتز شده، انتخاب پذیری پلیمرهای قالب مولکولی و خاصیت فلورسانسی نقاط کوانتومی را با هم ترکیب کرده و می تواند برهم کنش های ویژه بین حفره های به وجود آمده در بافت پلیمر با مولکول های قالب را به تغییرات واضح سیگنال فلورسانس تبدیل کند. به این ترتیب، یک حسگر انتخاب پذیر برای سنجش تئوفیلین ساخته شد. در قسمت دوم، یک حسگر فلورسنت جدید مبتنی بر نقاط کوانتومی کادمیم تلورید پوشش داده شده با گلوتاتیون برای اندازه گیری قارچ کش دیفنوکونازول در محصولات کشاورزی ساخته شد. نانوکامپوزیت با استفاده از 3-آمینو پروپیل تری اتوکسی سیلان به عنوان مونومر عاملی و تترا اتوکسی سیلان با نقش اتصال دهنده عرضی و مولکول های دیفنوکونازول به عنوان مولکول قالب روی سطوح نقاط کوانتومی سنتز شد. حسگر، در شرایط بهینه(pH=7/5, T=25?C) دارای محدوده خطی 100-5/12نانوگرم بر میلی لیتر و حد تشخیص 0/10نانوگرم بر میلی لیتر است. مطالعه حاضر یک روش انتخاب پذیر و حساس برای اندازه گیری سموم کشاورزی ارائه می دهد و برای سنجش های زیست محیطی- شیمیایی بسیار مطلوب است. در پژوهش سوم، یک حسگر نوری با سایت های اتصال ویژه برای تشخیص تیوریدازین ساخته شد. حسگر نوری بر پایه نقاط کوانتومی ZnOپوشش داده شده با پلیمرهای قالب مولکولی تهیه شد. در ابتدا، نقاط کوانتومی روی اکسید با رسوب گیری از روی استات و سدیم هیدروکسید سنتز شد و سپس لایه های MIPs با استفاده از روش میکروامولسیون معکوس روی سطوح نقاط کوانتومی تثبیت شد. افزایش حضور تیوریدازین در محیط واکنش، باعث خاموشی شدت فلورسانس حسگر می شود که این به دلیل برهم کنش های ویژه بین تیوریدازین با سایت های اتصال موجود در MIPs است. چندین عامل مؤثر در پاسخ حسگر نوری بهینه شد. تحت شرایط بهینه(pH=7/0, T=25?C)، تیوریدازین با محدوده خطی 4/0-120/0 نانومول بر لیتر و حد تشخیص 1/1نانومول بر لیتر توسط حسگر ساخته شده اندازه گیری شد. حساسیت و انتخاب پذیری بالا، سادگی و هزینه پایین از جمله مزایای حسگر ساخته شده است. در قسمتچهارم، از ژل کتیرا به عنوان یک منبع طبیعی برای سنتز نانوذرات کربنی استفاده شد. در ادامه، پس از سنتز موفق نانوذرات کربنی به روش هیدروترمال، برای اندازه گیری هیستامین از پلیمر قالب گیری شده روی سطوح نانوذرات کربنی بهره گرفته شد. شرایط مؤثر بر پاسخ حسگر بهینه (pH=6/0, T=25?C)و اثر گونه های مزاحم مورد بررسی قرار گرفت. محدوده خطی حسگر برای اندازه گیری هیستامین 0/7-18/5 میکروگرم بر لیتر و حد تشخیص 14/0 میکروگرم بر لیتر به دست آمد. در پایان، از حسگر نوری پیشنهادی برای اندازه گیری هیستامین در چند نمونه پلاسمای خون انسان استفاده شد.