توصيفگر ها :
نانوحسگر فلورسانس , شناساگر رنگ سنجي , نانوذرات مس , كلرپيريفوس
چكيده فارسي :
آفت كش ها با جلوگيري از آسيب به فرآورده هاي كشاورزي، به بحران غذا كمك شاياني مي كنند. اما اين مواد از طريق آب، خاك و هواي آلوده وارد زنجيره غذايي مي شوند و اثرهاي جبران ناپذيري بر سلامت انسان ها، گياهان، جانوران و محيط زيست مي‌گذارند. از اين رو شناسايي و تشخيص آن ها لازم و ضروري است. كروماتوگرافي و طيف سنجي از روش‌هاي سنتي شناسايي آفت كش ها است كه به دليل هزينه زياد و پيچيده بودن، با روش هاي جديد جايگزين شده اند. يكي از اين روش ها، استفاده از شناساگرها و حسگرها است. ادغام اين روش ها با فناوري نانو، پيشرفت قابل توجهي در اين زمينه ايجاد كرده است. در اين ميان، استفاده از نانوذرات فلزي نجيب بسيار مورد توجه قرار گرفته است. لذا در اين پژوهش ساخت شناساگر رنگ سنجي براي شناسايي سريع و آسان آفت كش كلرپيريفوس مد نظر بوده است. براي اين منظور نانوذرات مس با استفاده از نيترات مس و CTAB به عنوان عامل تثبيت‌كننده به روش احياي شيميايي سنتز و عملكرد آن در شناسايي آفت كش كلرپيريفوس مورد بررسي قرار گرفت. آناليز FTIR و XPS نشان داد كه نانوذرات مس به خوبي سنتز شده و با عامل تثبيت كننده پوشش داده شده اند كه از تجمع آن ها جلوگيري مي كند. ميانگين اندازه ذرات و عملكرد كوانتومي نانوذرات مس به ترتيب 07/2 نانومتر و 20% بود كه نسبت به پژوهش هاي قبلي بهبود يافته‌اند. حضور كلرپيريفوس در محيط باعث تجمع نانوذرات و ايجاد كمپلكس Cu-Cly از طريق پيوند Cu-S مي شود. تجمع نانوذرات با استفاده از FTIR، XPS، TEM، پتانسيل زتا، فلوريمتري و طيف‌سنج UV-Vis تاييد شد. خاصيت فلورسنت نانوذرات مس سنتز شده طي واكنش با كلرپيريفوس خاموش شد كه نشان دهنده ساخت حسگر فلورسنت است. علاوه بر اين، نانوذرات سنتز شده به عنوان شناساگر رنگ سنجي نيز مي‌باشد كه نتايج رنگ‌سنجي تاييدي بر اين موضوع است. تغييرات رنگ شناساگر بر پايه نانوذرات مس در برابر كلرپيريفوس تا غلظت ppm 10-10×66/5 با چشم غير مسلح قابل مشاهده بود كه از مهم ترين ويژگي هاي شناساگر سنتز شده بر پايه نانوذرات مس است. پاسخ حسگر بر پايه نانوذرات مس در برابر 4 آفت كش مورد بررسي قرار گرفت كه انتخابي بودن حسگر در برابر كلرپيريفوس با طيف UV-Vis و تغييرات بصري تاييد شد. مقدار LOD و LOQ حسگر سنتز شده بر پايه نانوذرات به ترتيب 7/1 و 2/5 ميكروگرم بر ميلي ليتر بود. در نهايت توانايي حسگر و شناساگر بر پايه نانوذرات مس در نمونه حقيقي خيار مورد بررسي قرار گرفت. حسگر با درصد بازيابي 70-105% قابل قبول بود و خاصيت فلورسانس آن در مقابل كلرپيريفوس خاموش شد. در نمونه حقيقي نيز تغيير رنگ از مشكي به آبي (غلظت هاي پايين كلرپيريفوس) و سبز (غلظت هاي بالا كلرپيريفوس) قابل مشاهده بود. نتايج نشان داد كه نانوذرات مس مي‌تواند به خوبي به عنوان شناساگر رنگ سنجي براي شناسايي آفت كش كلرپيريفوس مورد استفاده قرار گيرد كه با ايجاد رنگ سبز وجود حد غيرمجاز اين آفت كش در فرآورده هاي زراعي را نشان مي‌دهد.
چكيده انگليسي :
Pesticides help the food crisis by preventing damage to products. But these substances enter the food chain through polluted water, soil and air and have irreparable effects on the health of humans, plants, animals and the environment. Therefore, it is necessary to identify and detect of them. Chromatography and spectroscopy are traditional methods of identifying pesticides, which have been replaced by new methods due to their high cost and complexity. One of these methods is the use of indicators and sensors. The integration of these methods with nanotechnology has made significant progress in this field. Meanwhile, the use of noble metal nanoparticles has received much attention. Therefore, in this research, the construction of a colorimetric indicator for the quick and easy identification of the pesticide chlorpyrifos has been considered. For this purpose, copper nanoparticles were synthesized using copper nitrate and CTAB as a stabilizing agent by chemical reduction method and its performance was investigated in the detection of chlorpyrifos pesticide. FTIR and XPS analysis showed that the copper nanoparticles were well synthesized and coated with a stabilizing agent that prevents their aggregation. The quantum performance of copper nanoparticles has improved by 20% compared to previous researches. The presence of chlorpyrifos in the environment causes the aggregation of nanoparticles and the formation of Cu-Cly complex through the Cu-S bond. The aggregation of nanoparticles was confirmed using FTIR, XPS, TEM, zeta potential, fluorimetry and UV-Vis spectrometer. The fluorescent property of the synthesized copper nanoparticles was quenched during the reaction with chlorpyrifos, which indicates the construction of a fluorescent sensor. In addition, the synthesized nanoparticles are also colorimetric indicator, and the colorimetric results confirm this. The color changes of the indicator based on copper nanoparticles against chlorpyrifos up to a concentration of 5.66 ×10-10 ppm could be seen with the naked eye, which is one of the most important characteristics of the indicator synthesized based on copper nanoparticles. The response of the sensor based on copper nanoparticles was investigated against 4 pesticides, and the selectivity of the sensor against chlorpyrifos was confirmed by UV-Vis spectrum and visual changes. The value of LOD and LOQ of the synthesized sensor based on nanoparticles was 1.7 and 5.2 μg/ml, respectively. Finally, the ability of the sensor and indicator based on copper nanoparticles was investigated in a real cucumber sample. The sensor was acceptable with a recovery percentage of 70-105% and its fluorescence property was quenched against chlorpyrifos. In the real sample, the color change from black to blue (low concentrations of chlorpyrifos) and green (high concentrations of chlorpyrifos) was visible. The results showed that copper nanoparticles can be well used as a colorimetric indicator to identify the pesticide chlorpyrifos, which shows the presence of the illegal limit of this pesticide in crops by creating a green color.
