شماره مدرك
21067
شماره راهنما
2483 دكتري
پديد آورنده
شاه آبادي، شهره
عنوان
ساخت و كاربرد نانو ذرات پلا سمونيك MoOx در تشكيل پلي دوپامين و حسگري نوري دوپامين
مقطع تحصيلي
دكتري
گرايش تحصيلي
ماده چگال تجربي
محل تحصيل
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
سال دفاع
1404
صفحه شمار
نه، 180 ص. : مصور، جدول، نمودار
توصيفگر ها
تشديد پلاسمون هاي سطحي موضعي (LSPR)، , دوپامين , ساختارهاي هيبريدي. , حسگر زيستي نوري , ، پليمريزاسيون القاشده با ردوكس , پلي دوپامين , نانوصفحات MoO3-x
تاريخ ورود اطلاعات
1405/03/03
كتابنامه
كتابنامه
رشته تحصيلي
فيزيك
دانشكده
فيزيك
تاريخ ويرايش اطلاعات
1405/03/04
كد ايرانداك
23220543
چكيده فارسي
دوپامين (DA) بهعنوان يك انتقالدهنده عصبي كليدي، نقش محوري در تنظيم فرآيندهاي عصبي و متابوليكي ايفا كرده و از مهمترين نشانگرهاي زيستي در اختلالات عصبي محسوب ميشود. از منظر شيمي سطح نيز، رفتار ردوكسفعال DA آن را به پيشمادهاي راهبردي براي تشكيل پليدوپامين (PDA) و مهندسي فصلمشتركهاي آلي–معدني تبديل كرده است. با اين حال، كنترل اكسايش و پليمريزاسيون DA در محيط اسيدي، بدون استفاده از عوامل اكسنده خارجي يا تنظيم pH، همچنان يك چالش بنيادين در سنتز هيبريدهاي پايدار محسوب ميشود. در اين پژوهش، نانوصفحات پلاسمونيك MoO3-x بهعنوان يك بستر ردوكسفعال و حامل پلاسمون بهكار گرفته شد تا يك سامانه حسگري نوري مبتني بر رزونانس پلاسمون سطحي موضعي (LSPR) طراحي شود كه مستقيماً بر خاصيت كاهندگي DA تكيه دارد. اين حسگر دامنه پاسخ وسيعي از 0.1 نانومولار تا 1 ميليمولار را پوشش داده و حد تشخيص 1.008 ميكرومولار ارائه ميدهد. انتخابپذيري بالا در حضور تداخلگرهاي زيستي كليدي نظير اسيد اوريك و اسيد آسكوربيك كارايي عملي سامانه را تأييد ميكند.
بهصورت همزمان، يك رهيافت خود بخودي معرفي شد كه در آن MoO3-x غني از نقصهاي اكسيژن، بدون نياز به اكسنده خارجي، نقش اكسنده درجا (in-situ)، ميانجي انتقال بار و بستر رشد را ايفا كرده و اكسايش DA و پليمريزاسيون سطح-محور PDA را در محيط اسيدي فعال ميكند. نقصهاي اكسيژن و كوپل شدن پلاسمون–ردوكس موجب تسريع انتقال الكترون، افزايش چگالي حاملهاي آزاد و آغاز شكلگيري فصلمشترك هيبريدي ميشوند. آناليزهايي مانند XPS، Raman، FTIR، UV–Vis، PL، FESEM و XRD كاهش Mo⁶⁺، افزايش نسبت Mo⁵⁺، ايجاد نقصهاي اكسيژني جديد، ادغام نيتروژن و رشد دامنههاي PDA را تأييد كردند. ظهور فوتولومينسانس القاشده نيز بيانگر شكلگيري نواحي π–مزدوج و ايجاد يك رابط الكترونفعال ميان فاز آلي و معدني است. اين مطالعه يك راهبرد ردوكسِ سطحمحور، بدون قالب و مقياسپذير براي ساخت هيبريدهاي پليدوپامين–اكسيد فلزي در محيط اسيدي ارائه ميدهد و در عين حال، كاركرد عملي آن را در حسگري پلاسمونيك دوپامين بهطور مستدل نشان ميدهد. اين رويكرد ميتواند مبنايي براي طراحي نسل جديد مواد هيبريدي الهامگرفته از طبيعت در حوزه حسگري و اپتوالكترونيك باشد.
چكيده انگليسي
Dopamine (DA), as a key neurotransmitter, plays a pivotal role in the regulation of neuronal and metabolic processes and is considered one of the most important biomarkers in the monitoring of neurological disorders. From a surface chemistry perspective, the redox-active behavior of DA has made it a strategic precursor for the formation of polydopamine (PDA) and the engineering of organic–mineral composites. However, controlling the oxidation and polymerization of DA in acidic media, without the use of external oxidizing agents or pH adjustment, remains a fundamental challenge in the synthesis of stable hybrids. In this study, plasmonic MoO3-x nanosheets were employed as a redox-active substrate and plasmon carrier to design an optical sensing system based on localized surface plasmon resonance (LSPR) that directly relies on the reducing property of DA. The sensor covers a wide response range from 0.1 nM to 1 mM and offers a detection limit of 1.008 μM. High selectivity in the presence of key biological interferents such as uric acid and ascorbic acid confirms the practical efficiency of the system. Simultaneously, a spontaneous approach was introduced in which oxygen-defect-rich MoO3-x, without the need for an external oxidant, acts as an in-situ oxidant, charge transfer mediator, and growth substrate, activating the oxidation of DA and the surface-directed polymerization of PDA in acidic medium. Oxygen defects and plasmon-redox coupling accelerate electron transfer, increase the free carrier density, and initiate the formation of the hybrid common phase. Analyses such as XPS, Raman, FTIR, UV–Vis, PL, FESEM and XRD confirmed the reduction of Mo⁶⁺, the increase of Mo⁵⁺ ratio, the formation of new oxygen defects, the incorporation of nitrogen and the growth of PDA domains. The appearance of induced photoluminescence also indicates the formation of π-paired regions and the establishment of an electron-active interface between the organic and inorganic phases. This study provides a surface-based, template-free and scalable redox strategy for the synthesis of polydopamine–metal oxide hybrids in acidic media and at the same time, it convincingly demonstrates its practical application in plasmonic dopamine sensing. This approach can be the basis for the design of a new generation of nature-inspired hybrid materials in the fields of sensing and optoelectronics.
استاد راهنما
مهدي رنجبر
استاد مشاور
وحيد سالاري
استاد داور
پرويز كاملي , محمدمهدي احديان , رضا پورصالحي