پديد آورنده :
درويشي، سرور
عنوان :
ساخت و مشخصه يابي حسگر زيستي الكتروشيميايي غير آنزيمي گلوكز بر پايه نانو ذرات نيكل/گرافن: ژلما
مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي :
مهندسي مواد
محل تحصيل :
اصفهان: دانشگاه صنعتي اصفهان، دانشكده مواد
صفحه شمار :
دوازده،[91]ص.: مصور،جدول،عكس(رنگي)،نمودار
يادداشت :
ص.ع.به فارسي و انگليسي
استاد راهنما :
فتح الله كريم زاده، مهشيد خرازيها
توصيفگر ها :
الكترودهاي جيوه , مورفولوژي هيبريدها , سنتز ژلاتين متاكريلات شده
استاد داور :
محمدعلي گلعذار، شيدا لباف
تاريخ ورود اطلاعات :
1395/08/16
چكيده فارسي :
چكيده هدف از پژوهش حاضر ساخت حسگر زيستي غيرآنزيمي بر پايه نانوذراتگرافن نيكل ژلما و ارزيابي رفتار فيزيكي شيميايي و الكتروشيميايي آن به منظور شناسايي گلوكز است در اين راستا ابتدا نانوذرات نيكل با استفاده از فرايند شيمي تر بر پايه پلي ال سنتز شد نانوذرات نيكل حاصل تحت آزمونهاي پراش پرتو ايكس طيفسنجي مادون قرمز با تبديل فوريه ميكروسكوپ الكتروني روبشي پراكندگي ديناميكي نور ولتامتري چرخهاي و طيفسنجي امپدانس الكتروشيميايي مشخصهيابي شد نتايج نشان داد كه نانوذرات كروي و خالص نيكل با ميانگين اندازه 21 2nm سنتز شد نتايج آزمونهاي الكتروشيميايي رفتار الكتروكاتاليستي نانوذرات نيكل را نشان داد در ادامه هيبريدهاي گرافن نيكل حاوي مقادير مختلفي از نيكل 41 1 82 1 24 1 و 65 1 درصد وزني به روش ساده و تك مرحلهاي احياي درجا سنتز شد نتايج نشان داد كه اكسيد گرافن تقريبا به طور كامل احيا شده و نانوذرات نيكل عاملدار شده بر روي موقعيتهاي اكسيد گرافن احيا شده به طور يكنواختي مستقر شده اند الكترودهاي كربن آمورف اصالح شده با نانوذرات گرافن نيكل به علت اثر همزمان نانو ذرات نيكل و نانوصفحات گرافني رفتار الكتروشيميايي بهتري نسبت به اكسيد گرافن اكسيد گرافن احيا شده و نانوذرات خالص نيكل نشان دادند بعد از بهينه سازي مقدار نيكل در هيبريد دوتايي گرافن نيكل گرافن 24 درصد وزني نيكل 0 21Ni GNs پارامترهاي حسگري اين الكترود مورد بررسي قرار گرفته شد كه عبارت بودند از حساسيت 2 2511 276 A M 1 cm و در بازهي خطي 1 15 M تا 1 2mM بعالوه كمترين حد تشخيص اين الكترود محاسبه 1 11 M بود در ادامه بعد از سنتز ژالتين متاكريليت شده ژلما و مشخصهيابي آن هيبريد سهتايي از گرافن نيكل ژلما از طريق تركيب نسبتهاي مختلفي از محلول گرافن نيكل و محلول پليمري ژلما 5 59 و 11 19 ساخته و مورد ارزيابي قرار گرفت براساس نتايج بدست آمده ژلما با باالترين درجه متاكريليت شدن 4 1 4 18 سنتز شد نتايج ارزيابي الكتروشيميايي ژلما نشان داد كه اين پليمر رفتاري كامال بياثري در برابر محلول شاهد داشته در حاليكه رفتاري ردوكسي اكسايش كاهشي در حضور گلوكز دارد نتايج الكتروشيميايي حضور پايدار پيك اكسيداسيون گلوكز را در الكترود اصالح شده هيبريد سهتايي حاوي مقادير پايين هيبريد نانوذرات گرافن نيكل گرافن نيكل ژلما 5 59 نشان داد با افزايش درصد وزني هيبريد نانوذرات نيكل گرافن گرافن نيكل ژلما 11 19 رفتار الكترود كربن شيشهاي اصالح شده با هيبريد سهتايي به الكترود اصالح شده كربن شيشه اي با هيبريد دوتايي مشابه شد در ادامه بعد از بهينه سازي هيبريد سهتايي نانوذرات گرافن نيكل ژلما در نسبت 11 19 ساير پارامترهاي حسگري آن محاسبه گرديد براساس نتايج بدست آمده اين الكترود داراي بازه خطي 111 11111 M با حساسيت2 3658 78 A M 1 cm ميباشد كه در مقايسه با حسگرهايزيستي غيرآنزيمي گلوكز برجستهاست كلمات كليدي حسگر زيستي گرافن نانوذرات نيكل پليمر ژلما
چكيده انگليسي :
Abstract In this study non enzymatic biosensor based on nickel nanoparticles Ni NPs Graphene GelMA hybrids weresynthesized Physical chemical and electrochemical behavior of hybrid in the application of glucose sensing were evaluated Weapplied a facile polyol approach to decorate Ni NPs on the reduced graphene oxide rGO nanosheets GNs for thenonenzymatic electrochemical detection of glucose Furthermore the effects of Ni NP content 0 14 0 28 0 42 and 0 56 wt on the electrochemical properties of the hybrids were evaluated Nickel nanoparticles examined by X ray diffraction XRD Fourier transform infrared spectroscopy FTIR scanning electron microscopy SEM dynamic light scattering DLS cyclicvoltammetry and electrochemical impedance spectroscopy EIS Results showed that spherical nickel nanoparticles with anaverage size 20 2 nm with high purity were synthesized Electrochemical results show the electrocatalytic behavior of nickelnanoparticles for sensing glucose In addition Ni NPs rGO hybrids containing varying amounts of Ni NP were synthesized byfacile procedures and one step in situ reduction approach Results revealed that GO is almost completely reduced to rGO andfunctionalized Ni NPs hosted on the surface of graphene layer Modified glassy carbon electrode with Ni NPs rGO due tosimultaneous effect of Ni NPs and rGO had better electrochemical behavior in comparison with Nickel nanoparticles andgraphene Results showed that in the presence of ethylene glycol spherical like Ni NPs were deposited on rGO nanosheets Asprepared Ni NPs rGO glassy carbon electrode GCE revealed significantly improved electrochemical performance to theoxidation of glucose in alkaline solution compared to rGO GCE depending on Ni NP content Specifically hybrid 0 28 wt Ni NPs rGO GCE revealed the linear range for glucose 0 25 M to 1200 mM with low detection limit of 0 01 M andsensitivity of 2511 276 A M 1 cm 2 After synthesizing of methacrylate gelatin GelMA the ternary hybrid hydrogels of Ni NPs rGO GelMA were prepared by the combination of different ratios of Ni NPs rGO hybrid with GelMA 95 5 and 90 10 andevaluated According to the results GelMA with the highest degree of Methacrylation 81 4 0 4 was synthesized Electrochemical behavior of GelMA showed that although there was not any redox peak in the absence of glucose well definedredox peak was revealed in the presence of glucose Moreover electrochemical results showed the presence of glucose oxidationpeaks in the modified electrode with low concentration of Ni NPs rGO hybrid Ni NPs rGO GelMA 95 5 With the increaseof Ni NPs rGO hybrid Ni NPs rGO GelMA 90 10 the electrochemical behavior of modified glassy carbon electrode withtriple hybrid hydrogel was similar to the hybrid of Ni NPs rGO Finally after optimization of triple hybrid hydrogel of Ni NPs rGO GelMA in the ratio of 90 10 other parameters of sensory were calculated According to the results linear range andsensitivity were 100 10000 M 3658 278 A M 1 cm 2 which compared to other non enzymatic glucose biosensors isprominent Keywords Biosensor Graphene Nickel nanoparticles Gelatin methacrylate GelMA
استاد راهنما :
فتح الله كريم زاده، مهشيد خرازيها
استاد داور :
محمدعلي گلعذار، شيدا لباف
