توصيفگر ها :
نانوزيم , پراكسيداز , آسكوربيك اسيد , ساختارهاي كربني دوپ شده با نيتروژن
چكيده فارسي :
در اين پژوهش، نانوذرات تكفلزي و دوفلزيِ آهن، مس و كبالت بر روي ساختارهاي كربني دوپشده با نيتروژن تثبيت شدند و پس از سنتز، نمونهها تحت شستشوي اسيدي قرار گرفتند تا گونههاي سطحي و شيميايي ناپايدار بهطور كامل حذف شوند. فعاليت شبه پراكسيدازي نمونههاي سنتزشده با استفاده از دو سابستريت اورتوفنيلن-ديآمين (OPD) و تترا-متيل-بنزيدين (TMB) ارزيابي شد. پارامترهاي سينتيكي واكنش براي نانوزيم دوفلزي آهن–مس شاملVmax و Km محاسبه گرديد كه براي سابستريت اورتوفنيلن-ديآمين به ترتيب برابر با µM/s 042/0و mM 048/0 و براي سابستريت تترا-متيل-بنزيدين به ترتيب برابر با µM/s 719/0و mM 115/0 محاسبه شد. نتايج نشان داد كه بالاترين درصد تبديل و بيشترين سرعت واكنش متعلق به كاتاليست مبتني بر آهن–مس است؛ در عين حال، بيشترين انتخابپذيري همراه با سرعت مناسب در نمونههاي مبتني بر آهن و آهن–كبالت مشاهده شد. بهمنظور بررسي كاربردي، توانايي تشخيص آسكوربيكاسيد در محيط واكنش آزموده شد كه نشان داد كاتاليست آهن–مس نسبت به تركيبات مختلكنندهاي همچون سيستئين، آسكوربيك اسيد و دوپامين گزينشپذيري نشان ميدهد. در نهايت، با بهكارگيري آزمايشهاي گيرانداز راديكال (سديم آزيد، تيواوره و پارا بنزوكينون) براي شناسايي گونههاي فعال واكنش، مشخص شد كه بيشترين سهم در فعاليت كاتاليزوري متعلق به راديكالهاي هيدروكسيل است. اين يافتهها نشان ميدهد كه تركيب دوفلزي آهن–مس ساختاري مناسب براي كاربردهاي كاتاليزوري و حسگري مبتني بر واكنشهاي شبه پراكسيدازي فراهم ميآورد.
چكيده انگليسي :
Mono- and bimetallic nanoparticles of iron, copper, and cobalt were immobilized on nitrogen-doped carbon supports. After synthesis, the samples were subjected to acid washing to remove labile surface species and unstable chemical residues. The peroxidase-like activity of the as-prepared materials was evaluated using two substrates, o-phenylenediamine (OPD) and 3,3′,5,5′-tetramethylbenzidine (TMB). Kinetic parameters for the FeCu/N-C bimetallic nanozyme, including Km and Vmax were determined: for OPD Km = 0.048 mM and Vmax = 0.042 µM/s; for TMB Km = 0.115 mM and Vmax = 0.719 µM/s. The results indicate that the FeCu/N-C catalyst exhibits the highest conversion percentage and the fastest reaction rate; at the same time, the Fe/N-C and FeCo/N-C based samples showed the best selectivity while maintaining satisfactory reaction rates. For a practical application, the ability to detect ascorbic acid in the reaction medium was tested: the FeCu/N-C catalyst demonstrated selectivity against potential interferents such as cysteine, ascorbic acid, and dopamine. Finally, radical-trapping experiments using sodium azide, thiourea, and p-benzoquinone revealed that hydroxyl radicals are the predominant reactive species responsible for the observed catalytic activity. These findings suggest that the FeCu/N-C bimetallic composition is a promising candidate for catalytic and sensing applications that rely on peroxidase-like reactions.