ساخت حسگر الكتروشيميايي تشخيص كافيين و گلوكز در مواد غذايي

در این قسمت پروژه با موضوع ساخت حسگر الكتروشيميايي تشخيص كافيين و گلوكز در مواد غذايي به صورت فایل Word برای دانلود ارائه شده است.

قسمتی از متن پروژه در زیر نشان داده شده است.

چکیده

دراین کار تحقیقاتی، روی سطح یک الکترود پلانین عریان، لایه ای از  پلی پیرول/نانو ذره کبالت و پلی پیرول/نانو ذره نیکل  به طریق  روبش متوالی ولتامتری چرخه ای  قرار داده می‌شود و بدین طریق، الکترود اصلاح گردیده و از آن به منظور اندازه گیری کافئین و گلوکز استفاده می‌گردد. این الکترود اصلاح شده در دمای اتاق ساخته شد و در pH بهینه ٨ برای اندازه گیری کافئین و pH بهینه ٩ برای اندازه گیری کلوکز   و تثبیت  شده توسط بافر بریتون رابینسون، تحت دیگر پارامترهای شیمیایی و دستگاهی استفاده گردید. خواص الکتروشیمایی سطح الکترود اصلاح شده توسط تکنیک های ولتامتری چرخه‌ای  و پالسی تفاضلی و همچنین طیف نگاری امپدانس و مرفولوژی سطح توسط تکنیک میکروسکوپ الکترونی روبشی بررسی گردید. الکترود اصلاح شده در گستره غلظتی ۰٣/۰ تا ١۰۰ نانومولار نسبت به  کافئین و ۰٨/۰ تا ٦۰ نانومولار  نسبت به گلوکز رفتار خطی از خود نشان داد. الکترود اصلاح شده دارای نسبت سیکنال به نویز بالا، دامنه وسیع خطی پاسخ، حساسیت بالا و گزینش‌ پذیری مناسب در نمونه های حقیقی حاوی آن، بدون مزاحمت جانبی قابل توجه می باشد.

مقدمه

فنون الکتروشیمیایی تجزیه، تاثیر متقابل شیمیایی و الکتریسیته، یعنی اندازه­گیری کمیت­های الکتریکی، مانند جریان، پتانسیل، بار و ارتباط آنها با پارامترهای شیمیایی را شامل می­شوند. چنین استفاده­ای از اندازه­گیری­های الکتریکی برای اهداف تجزیه­ای، گسترۀ وسیعی از کاربردها را به وجود می­آورد که بررسی­های زیست محیطی، کنترل کیفیت صنعتی، یا تجزیه­های زیست پزشکی را در برمی­گیرد. پیشرفت­ها از اواسط ١٩٨۰،شامل توسعۀ الکترودهای بسیار ریز، طراحی سطوح تماس مناسب و تک لایه­های ملکولی، تلفیق اجزاء زیستی با انتقال دهنده­های الکتروشیمیایی، سنتز یونوفورها و گیرنده­های مولکولی و کاوشگرهای جریانی کارآمد، به افزایش قابل توجه در فراگیر شدن روش­های الکتروشیمیایی تجزیه و گسترش آن در قلمرو جدید منتهی شده است.

الکترودهای اصلاح شده شیمیایی نگرش جدیدی به سیستم­های الکترودی است این الکترودها به قرار دادن یک معرف در روی سطح با هدف استفاده از رفتار آن معرف در سطح اصلاح شده مربوط می­شود.

بنابراین این چنین تعویض عمدی سطوح الکترودی، می­تواند بسیاری از مشکلات الکتروشیمی تجزیه­ای را از بین ببرد و پایه­ای را برای کاربردهای جدید تجزیه­ای و وسایل حسی مختلف فراهم سازد، اینگونه عامل­دار کردن سطوح الکترودها با معرف­های مولکولی دارای کابردهای دیگری است که شامل تبدیل انرژی، سنتزهای الکتروشیمیایی و ابزارهای میکروالکترونیک می­باشد.

هدف تحقیق

بررسی قابلیت الکترود اصلاح‌شده «نانو کامپوزیتی» جهت اندازه­گیری کمی و کیفی غلظت  گلوکز و کافئین  در نمونه­های غذایی است. به منظور به دست آمدن پیک آنالیز کمی مربوط به این مواد، جهت اندازه گیری مقادیر بسیار کم این ماده در نمونه­های حقیقی آنها، چندین پارامتر شیمیائی و دستگاهی مهم مثل pH، قدرت یونی، حجم بافر، غلظت الکترولیت، فرکانس اعمالی، سرعت پیمایش، شدت و ولتاژ پله­پتانسیل با استفاده از روش یکی در یک زمان بهینه گردیدند.

روش تحقیق

ابتدا سطح الکترود پلاتین توسط مواد پلی پیرول/کمپلکس دو هسته ای کبالت برای کافئین و پلی پیرول/نانو ذرات نیکل برای گلوکز در شرایط مناسب پوشش داده شد، در ادامه محلول استاندارد و بیولوژیکی از گلوکز و کافئین در تماس با الکترود اصلاح شده قرار گرفت وبعداز بهینه کردن یک سری پارامترهای دستگاهی و شیمیایی نمودار ولتاموگرام آن با دستگاه اتولب رسم شد. داده­های بدست آمده با استفاده از نرم­افزار اکسل٢۰۰۰ مورد بررسی قرار گرفت ودر نهایت با استفاده از یک سری اطلاعات آماری حدتشخیص،ضریب هم­بستگی، خطای نسبی، خطای مطلق وچند پارامتر دیگر بدست آمد.

فهرستی از عناوین این پروژه در زیر آمده است:

• چكيده
• مقدمه
• فصل اول: مقدمه ای بر الکتروشیمی الکترودهای اصلاح شده
• مقدمه
• انواع روش ‌های الکتروتجزيه ای
• روشهاي الكتروشيميايي
• روش ولتامتري چرخه اي
• روش ولتامتري پالس تفاضلي
• الكتروكاتاليز
• الکتروکاتاليز از طريق حد واسط های همگن
• الکتروکاتاليز از طريق حد واسط های ناهمگن
• الكترودهاي اصلاح شده شيميايي
• انواع الکترودها
• الکترودهای جامد
• الکترودهای فلزی
• الکترودهای نیمه هادی
• پلیمرهای هادی
• الکترودهای کربنی
• الیاف کربنی
• گرافیت فشرده
• الماس هادی
• کربن شیشه‌ای
• الکترودهای پودری
• پودر مستقیم
• کامپوزیت‌های کربن
• خمیر‌کربن
• الکترودهای بر پایه‌ی سل–ژل
• دیگر انواع الکترودها
• ابعاد الکترودها
• الکترودهای ماکرو
• الکترودهای میکرو
• الکترودهای اصلاح شده و کاربرد آن‌ها
• اهداف استفاده از الکترودهای اصلاح شده
• لزوم اصلاح سطوح الکترودی
• ساختار اصلاح‌کننده‌های سطح
• روش‌های اصلاح سطوح الکترود
• تثبیت تک لایه‌ها, جذب سطحی برگشت‌ناپذیر
• تشکیل پیوند کووالانسی بین الکترود و ترکیب الکتروفعال
• سیستم‌های کامل شده (لایه‌های چند مولکولی ناهمگن)
• لایه‌های چند مولکولی (لایه‌های پلیمری بر سطوح الکترودها)
• فصل دوم
• کافئین
• خواص کافئین
• خواص شیمیایی
• خواص فیزیکی
• کافئین در بدن
• اثرات بیولوژیکی
• گلوکز
• خواص فیزیکی گلوکز
• گلوکز در بدن
• استفاده صنعتی از گلوکز
• فصل سوم
• مواد شیمیایی
• دستگاهوری
• آماده سازی و آنالیز نمونه غذایی حاوی کافیین و گلوکز
• نرم افزارهای مورد استفاده
• نرم افزارVA Computrace
• الف) بخش Main
• ب) بخشsetup
• تنظیمات بخش ولتامتری چرخه ای:
• آماده سازی الکترود عریان
• ولتامتری
• اندازه گیری های ولتامتری کافئین
• اندازه گیری های ولتامتری گلوکز
• مطالعات pH متری
• فصل چهارم:ساخت حسگر پلاتین/ پلی پیرولنانو ذرات کبالت، جهت اندازه گیری کافئین وحسگرپلاتین /پلی پیرول – نانوذرات نیکل جهت اندازه گیری گلوکزدرنمونه های مواد غذایی
• اصلاح ساختار سطح الکترود و ساخت الکترود
• ساخت الکترود برای شناسایی کافئین
• ساخت الکترود برای شناسایی گلوکز
• مطالعه طیف سنجی امپدانس از سطح الکترود اصلاح شده
• مطالعه تصویر میکروسکوپ الکترونی روبشی  از سطح الکترود اصلاح شده پلاتین
• بهینه کردن پارامترهای دستگاهی و شیمیایی
• اثرpH
• اثر غلظت نمک الکترولیت
• اثر پارامتر های دستگاهی
• اثر سرعت روبش
• اثر فرکانس
• منحنی کالیبراسیون، دقت و صحت روش
• منحنی کالیبراسیون، دقت و صحت روش برای کافئین
• منحنی کالیبراسیون،دقت وصحت روش برای گلوکز
• بررسی اثر مزاحمت
• کاربرد حسگر درنمونه های حقیقی
• فصل پنجم:
• بحث ونتیجه گیری
• ارائه پيشنهادات جهت کارهای بعدی
• منابع