شماره مدرك :
19308
شماره راهنما :
16718
پديد آورنده :
آرياوند، شكوفه
عنوان :

ساخت زيست‌حسگر فوتوالكتروشيمائي TiO2-Cu2O نانوساختار به منظور تشخيص غيرآنزيمي گلوكز

مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي :
انتخاب و شناسائي مواد مهندسي
محل تحصيل :
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
سال دفاع :
1402
صفحه شمار :
ده، 64ص. : مصور، جدول، نمودار
توصيفگر ها :
زيست‌حسگر غيرآنزيمي , فوتوالكتروشيميايي , نانولوله هاي اكسيدتيتانيوم , نانوذرات اكسيد مس , اتصال ناهمگون
تاريخ ورود اطلاعات :
1402/12/16
كتابنامه :
كتابنامه
رشته تحصيلي :
مهندسي مواد
دانشكده :
مهندسي مواد
تاريخ ويرايش اطلاعات :
1402/12/21
كد ايرانداك :
23018109
چكيده فارسي :
در سالهاي اخير روند فزاينده افراد مبتلا به بيماري ديابت، باعث افزايش نگرانيها در حوزه سلامت شده است. بنابراين توسعه سيستمهاي تشخيصي با دقت و حساسيت بالا بسيار حائز اهميت است. به منظور رفع محدوديتهاي سيستمهاي تشخيص مبتني بر آنزيمها، زيستحسگرهاي غيرآنزيمي بر پايه فلزات واسطه توسعه پيدا كردهاند. از سوي ديگر، در ميان رويكردهاي تشخيصي، روش فوتوالكتروشيميايي به دليل حساسيت بالاتر، به عنوان يك روش نويدبخش در دو دهه اخير مورد توجه قرار گرفته است. از ميان اكسيد فلزات واسطه، مواد مبتني بر اكسيد مس به دليل ويژگيهايي از قبيل فراواني، مقرون به صرفه بون و همچنين عملكرد نوري مناسب در فرآيند اكسيداسيون مستقيم گلوكز مورد استفاده قرار ميگيرد. همچنين استفاده از بسترهاي متخلخل، كانديد مناسبي به منظور بارگذاري نانوذرات كاتاليستي خواهد بود. در اين پژوهش؛ اتصال ناهمگون ميان نانولولههاي اكسيدتيتانيوم ( )TiO2و نانوذرات اكسيد مس ( )Cu2Oبه منظور تشخيص فوتوالكتروشيميايي گلوكز ايجاد شد. در ابتدا نانولولههاي اكسيدتيتانيوم توسط فرآيند آندايزينگ تهيه شد؛ به طوري كه ميانگين قطر داخلي نانولولهها و ميانگين طول آنها به ترتيب nm 76 ± 17و 750 ± 0/1 nmبه دست آمد. سپس رسوب نانوذرات اكسيد مس توسط فرآيند رسوبدهي الكتروشيمايي پالسي روي نانولولههاي اكسيدتيتانيوم انجام شد. عملكرد فوتوالكتروشيميائي ساختار مذكور با بارگذاري مقادير مختلف نانوذرات اكسيد مس توسط آزمون ولتامتري چرخهاي مورد ارزيابي قرار گرفت. نتايج نشان داد خاصيت فوتوالكتروشيميايي الكترود در مقايسه با نانولولههاي اكسيدتيتانيوم بهبود يافته است. در ادامه، نمونه بهينه از منظر مشخصهيابيهاي متفاوت همچون ميكروسكوپ الكتروني نشر ميداني ( ،)FESEMآزمون پراش پرتو ايكس ( ،)XRDطيفسنجي نوري فرابنفش- مرئي ( )DRSو آزمون مات شاتكي مورد ارزيابي قرار گرفت. نتايج طيفسنجي نوري نشان داد شكاف نواري نانولولههاي اكسيدتيتانيوم پس از اصلاح سطح با نانوذرات اكسيد مس، با كاهش 8/7درصدي همراه است. همچنين عملكرد فوتوالكتروشيميايي اين ساختار با استفاده از آزمون كرونوآمپرومتري در حضور مقادير مختلف گلوكز صورت پذيرفت. نتايج نشان داد زيستحسگر مذكور داراي حساسيت بالاي ،17/011 μA.mM-1.cm-2محدوده خطي وسيع 1-10 mMو حد تشخيص 37 μMميباشد. همچنين پايداري زيستحسگر نيز مورد ارزيابي قرار گرفت كه پس از گذشت مدت زمان 900ثانيه، پاسخ جريان نوري 98/4درصد از حالت اوليه را حفظ كرده بود.
چكيده انگليسي :
In recent years, the increasing trend of people suffering from diabetes has caused an increase in health concerns. Therefore, the development of systems A diagnosis with high accuracy and sensitivity is very important. In order to overcome the limitations of detection systems based on enzymes, Non-enzymatic biosensor based on transition metals have been developed. On the other hand, among the diagnostic approaches, the photoelectrochemical method due to its hight sensitivity , it has been considered as a promising method in the last two decades. Among transition metal oxides, materials based on copper oxide are due Features such as the abundance, cost-effectiveness of bone, as well as suitable optical performance are used in the process of direct oxidation of glucose. Takes. Also, the use of porous substrates will be a good candidate for loading catalytic nanoparticles. in this research; heterojunction between titanium oxide nanotubes (TiO2) and copper oxide nanoparticles (Cu2O) was created for the photoelectrochemical detection of glucose. At First, titanium oxide nanotubes were prepared by anodizing process; so that the average inner diameter of nanotubes and their average length are respectively nm 17 ± 76 and 750 ± 0.1 nm were obtained. Then deposition of copper oxide nanoparticles by pulsed electrochemical deposition process on nanotubes Titanium oxide was performed. Photoelectrochemical performance of the mentioned structure by loading different amounts of copper oxide nanoparticles by voltammetry test Wheels were eva‎luated. The results showed that the photoelectrochemical property of the electrode has improved compared to titanium oxide nanotubes. In the following, the optimal sample from the point of view of different detection characteristics such as field emission electron microscope (FESEM), X-ray diffraction test (XRD), ultraviolet-visible optical spectroscopy (DRS) and Schottky matte test were eva‎luated. Optical spectroscopy results showed a gap The banding of titanium oxide nanotubes after surface modification with copper oxide nanoparticles is associated with a decrease of 7.8%. Also performance The photoelectrochemical of this structure was carried out using chronoamperometry test in the presence of different amounts of glucose. The results showed the biosensor has a high sensitivity, 17.011 μA.mM-1.cm-2, a wide linear range of 1-10 mM, and a detection limit of 37 μM. Also, the stability of the biosensor was eva‎luated that after 900 seconds, the light current response was 98.4% of the state He had kept the original.
استاد راهنما :
مهران نحوي
استاد داور :
عليرضا علافچيان , عباس بهرامي
لينک به اين مدرک :

بازگشت