دانلود پروژه:اصلاح كوالانسي لايه- به – لايه سطح الكترود كربن با ميانجي‌گرهاي اکسايش – کاهش: تهيه، بررسي الكتروشيميايي و كاربرد به عنوان كاتاليزور الكتروشيميايي

عنوان                                                             صفحه

فصل اول

1-1- اهميت و کاربرد اصلاح سطح با نگاهي متمرکز بر حسگرها و زيست‌حسگرها   2

1-2- روش‌هاي اصلاح سطح……………………………. 4

   1-2-1- الکترودهاي اصلاح‌شده بر اساس جذب‌سطحي………. 4

   1-2-2- الکترودهاي اصلاح‌شده به‌ وسيله‌ي پيوند کوالانسي.. 5

   1-2-3- الکترودهاي اصلاح‌شده بر مبناي چند لايه‌هاي همگن. 6

       1-2-4- الکترودهاي اصلاح‌شده بر مبناي چند لايه‌هاي ناهمگن    6

1-3- اصلاح سطح به صورت کوالانسي با استفاده از نمک‌هاي دي‌آزونيوم 7

   1-3-1- نمک‌هاي دي‌آزونيوم و نحوه اصلاح سطح با اين ترکيبات    8

   1-3-2- مکانيسم اصلاح سطح با نمک‌هاي دي‌آزونيوم…….. 9

   1-3-3- امکان ايجاد تک لايه و يا چند لايه و مکانيسم آن 11

   1-3-4- تعيين خواص و شناسايي لايه آلي ايجاد شده بر روي سطح  13

   1-3-5- مقايسه روش اصلاح با نمک‌هاي دي‌آزونيوم و با روش تشکيل تک‌لايه‌هاي خود سامان…………………………………………… 14

   1-3-6- مروري بر تحقيقات انجام شده بر روي اصلاح سطح الکترود‌هاي کربني با نمک‌هاي دي‌آزونيوم…………………………………. 16

1-4- روش اصلاح لايه به لايه………………………… 20

1-5- کاربرد نانو ذرات اکسيد فلزي در تهيه زيست‌حسگرها… 22

   1-5-1- نانو ذرّات مغناطيسي آهن ‌اکسيد……………. 23

   1-5-2- روش‌هاي مختلف سنتز نانو ذرات مغناطيسي آهن‌ اکسيد     24

     1-5-2-1- روش هم‌رسوبي……………………….. 24

   1-5-3- ويژگي‌هاي سطحي نانو ذرّات آهن اکسيد……….. 25

1-6- مشتقات اکسازين‌ها و فنوتيازين‌ها و کاربرد آن‌ها در ساخت و تهيه زيست‌حسگرها………………………………………. 25

   1-6-1- ساختار و رفتار الکتروشيميايي تيونين……… 26

   1-6-2- ساختار و رفتار الکتروشيميايي نيل بلو…….. 27

   1-6-3- ساختار و رفتار الکتروشيميايي تولوئيدين ‌بلو.. 28

1-7- دور نمايي از تحقيقات صورت گرفته در اين پايان نامه 28

عنوان                                                             صفحه

   1-7-1- اصلاح کوالانسي مرحله به مرحله سطح الکترود کربن شيشه‌اي با رنگ‌هاي فنوکسازين و بررسي خواص الکتروشيميايي و الکتروکاتاليزوري آن‌ها  28

   1-7-2- اصلاح سطح الکترود کربن شيشه‌اي با بهره‌گيري از دو روش اصلاح کوالانسي و اصلاح لايه به لايه (LBL) و تهيه زيست‌حسگرهاي بر پايه تثبيت آنزيم گلوکز اکسيداز ………………………………………… 30

فصل دوم

2-1- وسايل و ابزار……………………………… 32

2-2- واكنش‌گرها و محلول‌ها………………………… 32

2-3- سنتز نانوذرات آهن اکسيد (مگنتيت) به روش هم‌رسوبي.. 36

2-4- روش‌هاي مورد استفاده در تهيّه‌ي الکترودهاي اصلاح شده. 36

   2-4-1- روش اصلاح سطح الکترود کربن شيشه‌اي با رنگ‌هاي فنوکسازين    37

     2-4-1-1- اصلاح سطح الکترود کربن شيشه‌اي با گروه نيتروفنيل 37

     2-4-1-2- تبديل گروه نيتروفنيل به آمينوفنيل……. 37

     2-4-1-3- اتصال گروه گلوتارآلدهيد به گروه آمينوفنيل 38

     2-4-1-4- اتصال گروه بنزن دي‌آلدهيد به گروه آمينوفنيل     38

     2-4-1-5- اتصال رنگ‌هاي فنوکسازين به سطح اصلاح شده با گروه آلدهيدي   38

   2-4-2- روش ايجاد لايه پليمري از رنگ‌هاي فنوکسازين بر روي الکترود کربن شيشه‌اي………………………………………….. 39

     2-4-2-1- الکتروپليمريزاسيون الکترود اصلاح شده با ترکيب فنوکسازين در محلول حاوي فنوکسازين……………………………… 39

     2-4-2-2- الکتروپليمريزاسيون الکترود اصلاح شده با ترکيب فنوکسازين در محلول حاوي الکتروليت حامل…………………………. 39

   2-4-3- ترکيب روش اصلاح کوالانسي و روش اصلاح لايه به لايه براي تهيه زيست‌حسگرهاي بر پايه تثبيت آنزيم گلوکز اکسيداز……….. 40

     2-4-3-1- تثبيت فيلم کيتوسان(CHIT) – گلوکز اکسيداز(GOx) – نيل بلو بر روي الکترود اصلاح شده با آمينوفنيل و ايجاد الکترود اصلاح شده کامپوزيت (GCE/AP/MNP/CHIt/GOx/NB)……………………………… 40

       2-4-3-1-1- تهيه الکترود اصلاح شده با گروه آمينوفنيل (GCE/AP) به روش اصلاح با نمک‌هاي دي‌آزونيوم………………………….. 40

عنوان                                                             صفحه

       2-4-3-1-2- تکميل اصلاح الکترود با انجام اصلاح لايه به لايه با استفاده از نيروي جاذبه الکترواستاتيک………………………. 41

     2-4-3-2- تهيه زيست‌حسگر آنزيمي بر پايه نيل بلو پليمره شده و انجام اصلاح لايه به لايه………………………………….. 41

       2-4-3-2-1- روش تهيه الکترود اصلاح شده (GCE/AP/MNP/NB)    41

       2-4-3-2-2- روش تهيه الکترود اصلاح شده (GCE/AP/MNP/PolyNB) 42

       2-4-3-2-3- روش تهيه الکترود اصلاح شده (GCE/AP/MNP/PolyNB/GOx)   42

2-5- روش‌هاي عمومي اندازه‌گيري…………………….. 42

   2-5-1- روش ثبت ولتاموگرام‌هاي چرخه‌اي از الکترودهاي اصلاح‌شده و اصلاح‌نشده در محلول پتاسيم هگزاسيانوفرات……………………… 42

   2-5-2- روش ثبت نمودار مقاومت ظاهري با الکترودهاي اصلاح‌شده و اصلاح‌نشده در محلول پتاسيم هگزاسيانوفرات………………………… 43

   2-5-3- روش ثبت ولتاموگرام‌هاي چرخه‌اي با الکترودهاي اصلاح‌شده با رنگ‌هاي فنوکسازين در محلول الکتروليت حامل………………….. 43

   2-5-4- روش ثبت ولتاموگرام‌هاي چرخه‌اي با الکترودهاي اصلاح‌شده جهت کاهش و اکسيداسيون الکتروکاتاليزوري هيدروژن پراکسيد…………. 43

   2-5-5- روش ثبت ولتاموگرام‌هاي چرخه‌اي با الکترود اصلاح‌شده با نيل بلو جهت اکسيداسيون الکتروکاتاليزوري نيتريت…………………. 44

   2-5-6- روش ثبت ولتاموگرام‌هاي چرخه‌اي با الکترودهاي اصلاح‌شده GCE/AP/MNP/CHIT/GOx و GCE/AP/PolyNB/GOx در محلول‌هاي حاوي فروسن جهت اکسيداسيون الکتروکاتاليزوري گلوکز……………………………. 44

   2-5-7- روش ثبت ولتاموگرام‌هاي چرخه‌اي با الکترودهاي اصلاح‌شده GC/AP/MNP/Chit/GOx/NB و GC/AP/PolyNB/GOx جهت اکسيداسيون الکتروکاتاليزوري گلوکز 44

   2-5-8- ثبت آمپرومتري هيدروديناميک با استفاده از الكترودهاي اصلاح‌شده با رنگ‌هاي فنوکسازين جهت اندازه‌گيري هيدروژن پراکسيد……… 45

   2-5-9- ثبت آمپرومتري هيدروديناميک با استفاده از الكترودهاي اصلاح‌شده GCE/AP/MNP/Chit/GOx/NB و GCE/AP/PolyNB/GOx جهت اندازه‌گيري گلوکز 45

   2-5-10- ثبت آمپرومتري هيدروديناميک با استفاده از الكترود اصلاح‌شده با نيل بلو جهت اندازه‌گيري نيتريت……………………… 46

عنوان                                                             صفحه

   2-5-11- ثبت ولتاموگرام‌هاي ضربه تفاضلي با استفاده از الكترود اصلاح‌شده با نيل بلو جهت اندازه‌گيري نيتريت……………………… 46

   2-5-12- روش رسم منحني تنظيم براي اندازه‌گيري هيدروژن پراکسيد با استفاده از الکترود اصلاح شده با رنگ‌هاي فنوکسازين به روش آمپرومتري 46

   2-5-13- روش رسم منحني تنظيم براي اندازه‌گيري نيتريت با استفاده از الکترود اصلاح شده با نيل بلو به روش آمپرومتري………… 47

   2-5-14- روش رسم منحني تنظيم گلوکز با روش آمپرومتري با الكترودهاي اصلاح‌شده GCE/AP/MNP/Chit/GOx/NB و GCE/AP/PolyNB/GOx ………… 47

   2-5-15- بررسي گزينش پذيري الکترودهاي اصلاح شده با رنگ‌هاي فنوکسازين نسبت به احياي الکتروکاتاليزوري هيدروژن پراکسيد…………… 48

   2-5-16- بررسي گزينش پذيري الکترود GCE/Nb نسبت به اکسايش الکتروکاتاليزوري نيتريت…………………………… 48

   2-5-17- بررسي پايداري لايه تثبيت شده از رنگ‌هاي فنوکسازين بر روي الکترودهاي کربن شيشه‌اي اصلاح شده به روش ولتامتري چرخه‌اي.. 49

   2-5-18- بررسي طول عمر الکترودهاي اصلاح شده با رنگ‌هاي فنوکسازين با روش ولتامتري چرخه‌اي………………………………….. 49

   2-5-19- بررسي تکرار پذيري پاسخ الکترودهاي اصلاح شده با رنگ‌هاي فنوکسازين نسبت به احياي الکتروکاتاليزوري هيدروژن پراکسيد با روش آمپرومتري    49

   2-5-20- بررسي پايداري پاسخ الکترودهاي اصلاح شده با رنگ‌هاي فنوکسازين نسبت به احياي الکتروکاتاليزوري هيدروژن پراکسيد با روش آمپرومتري    50

   2-5-21- بررسي تکرارپذيري پاسخ الکترود اصلاح شده نيل بلو نسبت به اکسايش الکتروکاتاليزوري نيتريت به روش ولتامتري چرخه‌اي………. 50

   2-5-22- بررسي پايداري پاسخ الکترود اصلاح شده با نيل بلو نسبت به اکسايش الکتروکاتاليزوري نيتريت با روش آمپرومتري……………. 50

   2-5-23- بررسي تکرار پذيري پاسخ الکترود هاي اصلاح شده GC/AP/MNP/Chit/GOx/NB و GC/AP/PolyNB/GOx نسبت به احياي الکتروکاتاليزوري گلوکز به روش آمپرومتري   51

   2-5-24- بررسي پايداري پاسخ الکترودهاي اصلاح شده GC/AP/MNP/Chit/GOx/NB و GC/AP/PolyNB/GOx نسبت به احياي الکتروکاتاليزوري گلوکز به روش آمپرومتري     51

عنوان                                                             صفحه

   2-5-25- بررسي طول عمر الکترودهاي اصلاح شده GCE/AP/MNP/CHIT/GOx/NB و GC/AP/PolyNB/GOx …………………………………………………………………………………………….. 51

2-6- روش تجديد سطح الکترودهاي اصلاح شده……………. 52

   2-6-1- نحوه زدودن کامل لايه قرار گرفته بر روي الکترودهاي اصلاح شده تا مرحله باز توليد کربن شيشه‌اي……………………….. 52

   2-6-2- نحوه بازيافت الکترودهاي اصلاح شده GCE/AP/MNP/CHIT/GOx/NB و GCE/AP/PolyNB/GOx …………………………………………………………………………………………… 52

2-7- محاسبه سطح موثر الکترود کربن شيشه‌اي اصلاح شده….. 52

2-8- محاسبه غلظت سطحي نيل بلو اتصال يافته به صورت کوالانسي به سطح الکترود کربن شيشه‌اي……………………………………… 53

 

فصل سوم

3-1- اصلاح سطح الکترود کربن شيشه‌اي با رنگ‌هاي فنوکسازين. 32

   3-1-1- روش اصلاح سطح الکترود کربن شيشه‌اي با رنگ‌هاي فنوکسازين    55

   3-1-2- بررسي اصلاح سطح الكترود کربن شيشه‌اي تا مرحله اتصال دي‌آلدهيد  56

       3-1-2-1-1- اصلاح سطح الکترود کربن شيشه‌اي با گروه نيتروفنيل  56

       3-1-2-1-2- بررسي شواهد موجود براي تثبيت موفقيت آميز گروه نيترو بر روي سطح الکترود کربن شيشه‌اي……………………….. 56

       3-1-2-2-1- تبديل گروه نيتروفنيل به گروه آمينوفنيل 58

       3-1-2-2-2- بررسي شواهد موجود براي تبديل موفقيت آميز گروه نيترو به گروه آمين……………………………………….. 62

       3-1-2-2-3- بهينه سازي شرايط براي تبديل گروه نيترو به گروه آمين  64

     3-1-2-3- تثبيت اتصال دهنده دي‌آلدهيدي به سطح اصلاح شده با گروه آمينوفنيل……………………………………….. 65

       3-1-2-3-1- اتصال گلوتارآلدهيد به سطح اصلاح شده با گروه آمينوفنيل 66

       3-1-2-3-2- اتصال بنزن دي‌آلدهيد به سطح اصلاح شده با گروه آمينوفنيل……………………………………………….. 67

       3-1-2-3-3- بررسي شواهد موجود براي اتصال موفقيت آميز گروه‌هاي گلوتارآلدهيد و بنزن دي‌آلدهيد به سطح اصلاح شده با گروه‌هاي آمين  68

   3-1-3- دنبال کردن مراحل اصلاح سطح الکترود با روش طيف‌سنجي مقاومت ظاهري……………………………………………….. 70

   3-1-4- ايجاد سطح اصلاح شده با حدواسط رنگ‌هاي فنوکسازين 71

   3-1-5- بررسي و مطالعه اثر اتصال دهنده بنزن دي‌آلدهيد و گلوتارآلدهيد در اصلاح سطح با رنگ‌هاي فنوكسازين………………………. 73

عنوان                                                             صفحه

     3-1-5-1- بررسي و مطالعه الکتروشيميايي سطح اصلاح شده با تيونين با استفاده از اتصال دهنده گلوتارآلدهيد ……………….. 74

     3-1-5-2- بررسي و مطالعه الکتروشيميايي سطح اصلاح شده با تيونين با استفاده از اتصال دهنده بنزن دي‌آلدهيد……………….. 76

     3-1-5-3- مقايسه رفتار ولتامتري الكترود اصلاح شده با رنگ‌ تيونين با استفاده از اتصال دهنده بنزن دي‌آلدهيد و گلوتارآلدهيد….. 79

     3-1-5-4- رفتار ولتامتري الكترود اصلاح شده با رنگ‌ تولوئيدين بلو با استفاده از اتصال دهنده بنزن دي‌آلدهيد و گلوتارآلدهيد….. 80

     3-1-5-5- رفتار ولتامتري الكترود اصلاح شده با رنگ‌ نيل بلو با استفاده از اتصال دهنده بنزن دي‌آلدهيد و گلوتارآلدهيد…………. 81

   3-1-6- بررسي و مطالعه الکتروشيميايي سطوح اصلاح شده با حدواسط‌هاي فنوکسازين……………………………………….. 83

       3-1-6-1-1- ايجاد سطح الکترود کربن شيشه‌اي اصلاح شده  با حد واسط نيل بلو…………………………………………….. 84

       3-1-6-1-2- بررسي رفتار الکتروشيميايي الکترود اصلاح شده با لايه نيل بلو…………………………………………….. 84

       3-1-6-1-3- بررسي سرعت‌ روبش پتانسيل بر رفتار الکتروشيميايي الکترود اصلاح شده با نيل بلو………………………………. 85

       3-1-6-1-4- محاسبه غلظت سطحي نيل بلو اتصال يافته به صورت کوالانسي به سطح الکترود کربن شيشه‌اي…………………………… 87

       3-1-6-1-5- تاثير pH محلول روي رفتار الکترو شيميايي الکترود اصلاح شده با NB……………………………………….. 88

       3-1-6-1-6- بررسي ميزان پايداري الکترود اصلاح شده با نيل بلو      90

       3-1-6-2-1- ايجاد سطح الکترود کربن شيشه‌اي اصلاح شده با حدواسط تولوئيدين بلو……………………………………. 91

       3-1-6-2-2- بررسي الکتروشيمي الکترود اصلاح شده با تولوئيدين بلو   91

       3-1-6-2-3- بررسي سرعت‌ روبش پتانسيل بر رفتار الکتروشيميايي الکترود اصلاح شده با تولوئيدين بلو…………………………. 92

       3-1-6-2-4- محاسبه غلظت سطحي تولوئيدين بلو اتصال يافته به سطح الکترود…………………………………………. 94

       3-1-6-2-5- تاثير pH محلول روي رفتار الکترو شيميايي الکترود اصلاح شده با TB……………………………………….. 95

       3-1-6-2-6- بررسي پايداري الکترود اصلاح شده با تولوئيدين بلو      96

       3-1-6-3-1- ايجاد سطح اصلاح شده با حدواسط تيونين. 96

       3-1-6-3-2- محاسبه غلظت سطحي تيونين اتصال يافته به صورت کوالانسي به سطح الکترود کربن شيشه‌اي…………………………… 97

عنوان                                                             صفحه

       3-1-6-3-3- تاثير pH محلول روي رفتار الکترو شيميايي الکترود اصلاح شده با TH……………………………………….. 98

       3-1-6-3-4- بررسي ميزان پايداري تيونين تشکيل شده در سطح الکترود کربن شيشه‌اي……………………………………… 99

3-2- اتصال عرضي بين ملکول‌هاي فنوکسازين پيوند خورده به سطح و تشکيل لايه پليمري بر روي سطح………………………………… 99

   3-2-1- اتصال کوالانسي ترکيبات نيل بلو و تولوئيدين بلو به سطح الکترود کربن شيشه‌اي……………………………………… 101

   3-2-2- ايجاد پليمر نيل بلو بر روي سطح الکترود کربن شيشه‌اي به صورت کوالانسي و در محلول حاوي نيل بلو……………………. 102

   3-2-3- ايجادپليمر نيل بلو بر روي سطح الکترود کربن شيشه‌اي به صورت کوالانسي و در محلول الکتروليت حامل………………….. 104

   3-2-4- ايجاد پليمر تولوئيدين بلو بر روي سطح الکترود کربن شيشه‌اي به صورت کوالانسي و در محلول حاوي مونومر تولوئيدين بلو……. 105

   3-2-5- بررسي خواص الکتروشيميايي لايه پليمري نيل بلو و تولوئيدين بلو تشکيل شده در سطح الکترود کربن شيشه‌اي……………….. 107

   3-2-6- بررسي ميزان پايداري پليمر تشکيل شده………. 108

3-3- بررسي خواص الکتروکاتاليزوري الکترودهاي اصلاح شده با رنگ‌هاي فنوکسازين……………………………………………….. 109

     3-3-1-1- بررسي خواص الکتروکاتاليزوري حسگرهاي طراحي شده براي احياي الکتروکاتاليزوري هيدروژن پراکسيد…………………… 109

     3-3-1-2- بررسي خواص الکترود اصلاح شده با نيل بلو نسبت به اکسايش الکتروکاتاليتيکي هيدروژن پراکسيد…………………… 114

     3-3-1-3- اندازه‌گيري آمپرومتري هيدروژن پراکسيد با استفاده از الکترودهاي اصلاح شده با رنگ‌هاي فنوکسازين…………….. 115

       3-3-1-3-1- بررسي اثر پتانسيل در اندازه‌گيري آمپرومتري هيدروژن پراکسيد با استفاده از الکترودهاي اصلاح شده با رنگ‌هاي فنوکسازين 115

       3-3-1-3-2- بررسي اثر pH در اندازه‌گيري آمپرومتري هيدروژن پراکسيد با استفاده از الکترودهاي اصلاح شده با رنگ‌هاي فنوکسازين…… 117

       3-3-1-3-3- رسم منحني تنظيم براي اندازه‌گيري آمپرومتري هيدروژن پراکسيد توسط الکترودهاي اصلاح شده با رنگ‌هاي فنوکسازين … 118

عنوان                                                             صفحه

       3-3-1-3-4- بررسي پايداري و تکرارپذيري پاسخ الکترودهاي اصلاح شده نسبت به احياي الکتروکاتاليزوري هيدروژن پراکسيد………. 122

       3-3-1-3-5- بررسي گزينش پذيري الکترودهاي GCE/NB و GCE/TB نسبت به احياي الکتروکاتاليزوري هيدروژن پراکسيد……………… 124

   3-3-2- بررسي خواص الکتروکاتاليزوري حسگر نيل بلو جهت اکسايش الکتروکاتاليتيکي نيتريت…………………………… 125

     3-3-2-1- بررسي اکسايش الکتروکاتاليتيکي نيتريت توسط  الکترود اصلاح شده با نيل بلو با روش ولتامتري چرخه‌اي………………….. 125

     3-3-2-2- بررسي سينتيکي واکنش نيتريت با ترکيب نيل بلو اتصال يافته به سطح الکترود کربن شيشه‌اي…………………………… 127

     3-3-2-3- بهينه سازي pH محلول در اندازه‌گيري نيتريت توسط ترکيب نيل بلو اتصال يافته به سطح الکترود کربن شيشه‌اي……………… 130

     3-3-2-4- اندازه‌گيري الکتروکاتاليتيکي نيتريت با الکترود اصلاح شده GCE/NB به روش ولتامتري ضربه تفاضلي…………………. 131

     3-3-2-5- رسم منحني تنظيم اندازه‌گيري نيتريت به روش ولتامتري ضربه تفاضلي توسط حسگر طراحي شده GCE/NB………………….. 132

     3-3-2-6- اندازه‌گيري آمپرومتري و رسم منحني تنظيم جهت اندازه‌گيري نيتريت توسط حسگر طراحي شده GCE/NB …………………. 133

     3-3-2-7-  بررسي تکرارپذيري  و پايداري پاسخ الکترود اصلاح شده نسبت به اکسايش الکتروکاتاليزوري نيتريت…………………….. 135

     3-3-2-8- بررسي گزينش پذيري الکترود GCE/NB نسبت به اكسايش الکتروکاتاليزوري نيتريت…………………………… 136

3-4- ترکيب روش اصلاح کوالانسي و روش اصلاح لايه به لايه براي تهيه زيست‌حسگرهاي بر پايه تثبيت آنزيم گلوکز اکسيداز………………….. 137

   3-4-1- تثبيت لايه كيتوسان- گلوکز اکسيداز بر روي الکترود اصلاح شده با آمينوفنيل و ايجاد الکترود اصلاح شده کامپوزيت (GCE/AP/MNP/CHIT/GOx)     137

     3-4-1-1- تهيه الکترود اصلاح شده با گروه آمينوفنيل (GCE/AP) به روش اصلاح با نمک‌هاي دي‌آزونيوم ……………………………… 138

     3-4-1-2- تکميل اصلاح الکترود با انجام اصلاح لايه به لايه با استفاده از نيروي جاذبه الکترواستاتيک…………………………. 138

عنوان                                                             صفحه

     3-4-1-3- دنبال کردن مراحل اصلاح سطح الکترود با استفاده از ردياب اکسايش – کاهش زوج فرو / فري سيانيد…………………. 139

     3-4-1-4- دنبال کردن مراحل اصلاح سطح الکترود با روش طيف‌سنجي مقاومت ظاهري…………………………………………… 140

     3-4-1-5- تثبيت نيل بلو بر روي الکترود اصلاح شده کامپوزيت GCE/AP/MNP/CHIT/GOx و ايجاد الکترود اصلاح شده (GCE/AP/MNP/CHIT/GOx/NB)    142

     3-4-1-6- اکسايش الکتروکاتاليزوري گلوکز در سطح زيست‌حسگر GCE/AP/MNP/CHIT/GOx تهيه شده…………………………. 142

     3-4-1-7- بررسي رفتار الکتروكاتاليزوري الکترود کربن شيشه‌اي اصلاح شده GCE/AP/MNP/CHIT/GOx/NB در حضور گلوکز………………….. 145

     3-4-1-8- اندازه‌گيري آمپرومتري گلوكز توسط حسگر طراحي شده GCE/AP/MNP/CHIT/GOx/NB………………………………. 146

     3-4-1-9- رسم منحني تنظيم با اندازه‌گيري آمپرومتري گلوكز توسط حسگر طراحي شده GCE/AP/MNP/CHIT/GOx/NB……………………… 148

     3-4-1-10- بررسي پايداري و تکرارپذيري پاسخ الکترودهاي اصلاح شده نسبت به احياي الکتروکاتاليزوري گلوکز……………………. 150

   3-4-2- تهيه زيست‌حسگر آنزيمي بر پايه نيل بلو پليمره شده و انجام اصلاح لايه به لايه………………………………………. 151

     3-4-2-1- تهيه الکترود اصلاح شده (GCE/AP/MNP/NB) …. 152

     3-4-2-2- تهيه الکترود اصلاح شده (GCE/AP/MNP/PolyNB) . 153

     3-4-2-3- تهيه الکترود اصلاح شده (GCE/AP/MNP/PolyNB/GOx)     155

   3-4-3- دنبال کردن مراحل اصلاح سطح الکترود با استفاده از ردياب اکسايش – کاهش زوج فرو / فري سيانيد ………………………… 156

   3-4-4- دنبال کردن مراحل اصلاح سطح الکترود با روش طيف‌سنجي مقاومت ظاهري……………………………………………….. 157

   3-4-5- کاهش الکتروکاتاليزوري هيدروژن پراکسيد در سطح حسگر GCE/AP/MNP/PolyNB ………………………………….. 159

   3-4-5-1- بررسي احياي الکتروکاتاليزوري هيدروژن پراکسيد توسط حسگر طراحي شدهGCE/AP/MNP/PolyNB  با روش ولتامتري چرخه‌اي…………… 159

     3-4-5-2- اندازه‌گيري آمپرومتري هيدروژن پراکسيد با استفاده از الکترود اصلاح شده با GCE/AP/MNP/PolyNB و رسم منحني تنظيم………… 160

عنوان                                                             صفحه

   3-4-6- اکسايش الکتروکاتاليزوري گلوکز در سطح زيست‌حسگر GCE/AP/MNP/PolyNB/GOx ……………………………………………….. 162

     3-4-6-1- بررسي اکسايش الکتروکاتاليزوري گلوکز توسط حسگر طراحي شده GCE/AP/MNP/PolyNB/GOx  با روش ولتامتري چرخه‌اي ………….. 162

     3-4-6-2- اندازه‌گيري آمپرومتري گلوکز توسط حسگر طراحي شده GCE/AP/MNP/PolyNB/GOx و رسم منحني تنظيم……………….. 163

3-5- نتيجه­گيري…………………………………. 165

فهرست شكل‌ها

عنوان                                                             صفحه

شکل 1-1- روش‌هاي مختلف اصلاح الکترود……………….. 4

شكل 1-2- اصلاح کوالانسي سطوح کربني به ترتيب از بالا به پايين با ترکيبات آميني، دي‌آزونيوم و آريل استات……………………… 5

شکل 1-3- کاتاليزور تثبيت شده روي سطح الکترود به صورت a) تک لايه b) چند لايه……………………………………………….. 7

شکل 1-4- جدا شدن ترکيب دي‌نيتروژن و اتصال کوالانسي ترکيب آريل استخلاف شده به سطح…………………………………………….. 9

شکل 1-5- الکترود کربن شيشه‌اي در استونيتريل + 0/2 ميلي مولار 4- نيتروبنزن دي‌آزونيوم تترافلورو بورات + 1/0 مولار تترابوتيل آمونيوم تترافلوروبورات a) چرخه‌ي اول b) چرخه‌ي دوم و c) الکترود مشابه در استونيتريل حاوي 1/0 مولار تترابوتيل آمونيوم تترافلوروبورات…………………… 10

شکل 1-6- مکانيسم اصلاح سطوح سيليکوني با نمک‌هاي دي‌آزونيوم 11

شکل 1-7- مکانيسم اصلاح سطح و تشکيل چند لايه طي فرآيند اصلاح با نمک‌هاي دي‌آزونيوم……………………………………….. 13

شکل 1-8- تشکيل تک‌لايه‌هاي خود سامان بر روي سطح………. 14

شکل 1-9- نمايش ساده‌اي از روش اصلاح لايه به لايه………. 21

شکل 1-10- نمايش نمايي از اصلاح لايه به لايه به همراه قرار دادن کاتاليزور بر روي آن………………………………………….. 21

شکل 1-11-  سطح طلاي اصلاح شده با تک لايه خودسامان و سپس اصلاح لايه به لايه با پليمر هادي و نانوذرات طلا………………………….. 22

شکل 1-12- ساختار تيونين…………………………. 27

شکل 1-13- ساختار نيل‌بلو…………………………. 28

شکل 1-14- ساختار تولوئيدين بلو…………………… 28

شکل 3-1- ساختار سه ترکيب فنوکسازين استفاده شده در اين تحقيق  55

 

عنوان                                                             صفحه

شکل 3-2- مراحل اصلاح مرحله‌ي به مرحله‌ي سطح الکترود کربن شيشه‌اي به روش کوالانسي با ترکيب نيل بلو………………………….. 57

شکل 3-3- ولتاموگرام چرخه‌اي الکترود کربن شيشه‌اي ثبت شده در غلظت 0/1 ميلي‌مولار ترکيب 4- نيتروفنيل دي‌آزونيوم تترا فلوروبورات در حلال استونيتريل حاوي 1/0 مولار تترا فلوروبورات در (الف) روبش اول (ب) روبش دوم و (ج) بعد از 600 ثانيه الکتروليز در پتانسيل 42/0- ولت. سرعت روبش استفاده شده برابر 200 ميلي‌ولت بر ثانيه است……………………………… 58

شکل3-4- ولتاموگرام چرخه‌اي الکترود کربن شيشه‌اي بعد از اصلاح با گروه 4-نيتروفنيل در حلال استونيتريل حاوي 1/0 مولار تترابوتيل‌آمونيوم تترا فلوروبورات در سرعت روبش برابر 100 ميلي‌ولت بر ثانيه…………….. 59

شکل 3-5- ولتامتري چرخه‌اي محلول 0/1 ميلي‌مولار فرو‌سيانيد در سطح الکترود قبل و بعد از اصلاح با گروه نيتروفنيل. سرعت روبش پتانسيل برابر 100 ميلي‌ولت بر ثانيه…………………………………………… 60

شکل 3-6- ولتاموگرام چرخه‌اي از روبش‌هاي متوالي پتانسيل الکترود اصلاح شده با نيتروفنيل در محلول آب – اتانول 90/10  در سرعت روبش 200 ميلي‌ولت بر ثانيه  61

شکل3-7- ولتاموگرام الکترود اصلاح شده با آمينوفنيل در محلول سولفوريک اسيد 25/0 مولار. سرعت روبش 100 ميلي‌ولت بر ثانيه…………… 63

 شکل 3-8- منحني جريان دماغه 0/1 ميلي‌مولار فرو‌سيانيد با تغييرات pH بر روي سطح اصلاح شده با گروه آمينوفنيل. سرعت روبش برابر 100 ميلي‌ولت بر ثانيه    63

شکل 3-9- ولتامتري چرخه‌اي محلول 0/1 ميلي‌مولار فرو‌سيانيد در سطح الکترود قبل و بعد از کاهش گروه نيتروفنيل به گروه آمينوفنيل. سرعت روبش پتانسيل برابر 100 ميلي‌ولت بر ثانيه…………………………………. 64

شکل 3-10- تغييرات جريان مربوط به محلول فرو‌سيانيد 0/1 ميلي مولار بافر شده در 0/2=pH در نتيجه پيشرفت واکنش گلوتارآلدهيد با گروه‌هاي آمين اتصال يافته به سطح در pH هاي مختلف و در مدت زمان 1 ساعت …………… 67

شکل 3-11- تغييرات جريان مربوط به محلول فري‌سيانيد 0/1 ميلي مولار بافر شده در 0/2=pH در نتيجه پيشرفت واکنش گلوتارآلدهيد با گروه‌هاي آمين اتصال يافته به سطح در 0/6=pH و در مدت زمان‌هاي مختلف ………………. 68

عنوان                                                             صفحه

شکل 3-12- تغييرات جريان مربوط به محلول فري‌سيانيد 0/1 ميلي مولار بافر شده در 0/2=pH در نتيجه پيشرفت واکنش بنزن دي‌آلدهيد با گروه‌هاي آمين اتصال يافته به سطح در مدت زمان‌هاي مختلف ………………………. 69

شکل 3-13- ولتامتري چرخه‌اي محلول 0/1 ميلي‌مولار فرو‌سيانيد در سطح الکترود قبل و بعد از اصلاح با گروه گلوتارآلدهيد و بنزن دي‌آلدهيد. سرعت روبش پتانسيل برابر 100 ميلي‌ولت بر ثانيه………………………… 69

شکل 3-14- مدار معادل استفاده شده براي تخمين داده‌هاي R_s، R_ct، CPE و Z_w که به ترتيب بيان‌گر مقاومت محلول، مقاومت انتقال بار، عنصر فاز ثابت و مقاومت واربورگ مي‌باشد. …………………………………. 70

شکل 3-15- نمودار مقاومت ظاهري الکترودهاي اصلاح شده با الکترود(a) GCE/NP، (b) GCE/AP، (c) GCE/AP/BD و (d) GCE/AP/GLU در محلول 0/5 ميلي‌مولار فري/فرو سيانيد با اعمال ولتاژ ac با دامنه 5 ميلي‌ولت در محدوده فرکانسي 10 کيلو هرتز تا 100 ميلي هرتز. پتانسيل الکترود 23/0 ولت نسبت به مرجع Ag/AgCl انتخاب شد. نمودارهاي حاشيه‌اي α و β منحني‌هاي با بزرگ‌نمايي بالاتر به ترتيب براي الکترود اصلاح نشده کربن شيشه‌اي و الکترود اصلاح شده با گروه نيتروفنيل    72

شکل 3-16- ولتاموگرام‌هاي چرخه‌اي الکترود کربن شيشه‌اي اصلاح شده با اتصال دهنده گلوتارآلدهيد و بنزن دي‌آلدهيد در محلول 1/0 مولار آمونيوم نيترات و بافر فسفات با 0/6=pH در سرعت روبش 100 ميلي‌ولت بر ثانيه …… 74

شکل 3-17- ولتاموگرام‌هاي چرخه‌اي الکترود کربن شيشه‌اي اصلاح نشده واصلاح شده با تيونين در محلول 1/0 مولار آمونيوم نيترات و بافر فسفات با 0/6= pH در سرعت روبش 100 ميلي‌ولت بر ثانيه ………………………… 75

شکل 3-18- مکانيسم واکنش اکسايش –کاهشي تيونين………. 75

شکل 3-19- ولتاموگرام‌هاي چرخه‌اي الکترود GCE/TH در محلول 1/0 مولار آمونيوم نيترات در سرعت‌ روبش‌هاي 20، 50، 100، 200، 300 و 500 ميلي‌ولت بر ثانيه (به‌ترتيب از داخل به خارج)…………………………………. 76

شکل 3-20- ولتاموگرام‌هاي چرخه‌اي الکترود کربن شيشه‌اي اصلاح نشده و اصلاح شده در محلول 1/0 مولار آمونيوم نيترات و بافر فسفات با 0/6= pH در سرعت روبش 100 ميلي‌ولت بر ثانيه ………………………………… 77

شکل 3-21- ولتاموگرام‌هاي چرخه‌اي الکترود GCE/TH در محلول 1/0 مولار آمونيوم نيترات در سرعت‌ روبش‌هاي 20، 30، 40، 50، 60، 70، 80، 90 و 100 ميلي‌ولت بر ثانيه (به‌ترتيب از داخل به خارج) و نمودار جريان دماغه کاتدي و آندي الکترود GCE/TH نمودار (a) بر حسب سرعت روبش و (b) برحسب جذر سرعت روبش… 78

عنوان                                                             صفحه

شکل 3-22- ولتاموگرام چرخه‌اي سطح اصلاح شده با ترکيب حدواسط تيونين با استفاده از اتصال دهنده بنزن دي‌آلدهيد و گلوتارآلدهيد در محلول 1/0 مولار آمونيوم نيترات در سرعت‌ روبش‌ 100 ميلي‌ولت بر ثانيه…….. 79

شکل 3-23- ولتاموگرام چرخه‌اي سطح اصلاح شده با ترکيب حدواسط تولوئيدين بلو با استفاده از اتصال دهنده بنزن دي‌آلدهيد و گلوتارآلدهيد در محلول 1/0 مولار آمونيوم نيترات در سرعت‌ روبش‌ 100 ميلي‌ولت بر ثانيه…….. 80

شکل 3-24- ولتاموگرام چرخه‌اي سطح اصلاح شده با ترکيب حدواسط نيل بلو با استفاده از اتصال دهنده بنزن دي‌آلدهيد و گلوتارآلدهيد در محلول 1/0 مولار آمونيوم نيترات در سرعت‌ روبش‌ 100 ميلي‌ولت بر ثانيه…….. 82

شکل 3-25- ولتاموگرام چرخه‌اي سطح اصلاح شده با ترکيب حدواسط تيونين با استفاده از اتصال دهنده بنزن دي‌آلدهيد در محلول 1/0 مولار آمونيوم نيترات در سرعت‌ روبش‌ 100 ميلي‌ولت بر ثانيه قبل و بعد از احياي پيوندهاي ايميني بين بنزن دي‌آلدهيد و گروه آمينوفنيل و تيونين ………………… 84

شکل 3-26- ولتاموگرام‌هاي چرخه‌اي الکترود کربن شيشه‌اي اصلاح نشده و اصلاح شده در محلول 1/0 مولار آمونيوم نيترات و بافر فسفات با 0/6= pH در سرعت روبش 100 ميلي‌ولت بر ثانيه ………………………………… 85

شکل3-27- (A) ولتاموگرام‌هاي چرخه‌اي الکترود اصلاح شده با نيل بلو در محلول 1/0 مولار آمونيوم نيترات و 02/0 مولار بافر فسفات با 0/6= pH در سرعت‌هاي روبش 100، 200، 300، 400، 500، 600، 700، 800، 900 و 1000 ميلي‌ولت بر ثانيه (به‌ترتيب از داخل به خارج). داخل شکل‌ها، نمودار جريان دماغه کاتدي و آندي الکترود GCE/NB (B) بر حسب سرعت روبش و (C) برحسب جذر سرعت روبش…. 86

شکل 3-28- نمودار تغييرات جريان دماغه محلول 0/1 ميلي‌مولار فرو‌سيانيد بر حسب جذر سرعت روبش بر روي الکترود کربن شيشه‌اي اصلاح نشده در 0/6=PH   88

شکل 3-29- نمودار تغييرات جريان دماغه نيل بلو بر حسب سرعت روبش در محلول 1/0 مولار آمونيوم نيترات و 02/0 مولار بافر فسفات با 0/6=pH 89

شکل 3-30- ولتاموگرام‌هاي الکترود GCE/NB در محلول 1/0 مولار آمونيوم و 02/0 مولار بافر فسفات در pH هاي 0/2، 0/4، 0/6، 0/8 و 0/10 در سرعت روبش 100 ميلي‌ولت بر ثانيه. حاشيه شکل: نمودار تغييرات دماغه آندي و کاتدي بر حسب pH محلول  90

شکل 3-31- ولتاموگرام چرخه‌اي الکترود اصلاح شده با نيل بلو در اولين و صدمين چرخه در محلول 1/0 مولار آمونيوم نيترات و 02/0 مولار بافر فسفات با pH برابر 0/6 و در سرعت روبش 100 ميلي‌ولت بر ثانيه ……………. 91

عنوان                                                             صفحه

شکل 3-32- ولتاموگرام‌هاي چرخه‌اي الکترود کربن شيشه‌اي اصلاح نشده و اصلاح شده با تولوئيدين بلو در محلول 1/0 مولار آمونيوم نيترات و بافر فسفات با 0/6= pH در سرعت روبش 100 ميلي‌ولت بر ثانيه ……………………. 92

شکل 3-33- ولتاموگرام‌هاي چرخه‌اي الکترود GCE/TB در محلول 1/0 مولار آمونيوم نيترات و بافر فسفات  با 0/6 pH=در سرعت‌ روبش‌هاي 20، 30، 40، 50، 60، 70، 80، 90 و 100 ميلي‌ولت بر ثانيه (به‌ترتيب از داخل به خارج). و نمودار جريان دماغه کاتدي و آندي الکترود GCE/TB (a) بر حسب سرعت روبش و (b) برحسب جذر سرعت روبش 93

شکل 3-34- نمودار تغييرات جريان دماغه تولوئيدين بلو بر حسب سرعت روبش در محلول 1/0 مولار آمونيوم نيترات و 02/0 مولار بافر فسفات با 0/6= pH 94

شکل 3-35- ولتاموگرام‌هاي چرخه‌اي الکترود GCE/TB در محلول 1/0 مولار آمونيوم نيترات و 02/0 مولار بافر فسفات در pH هاي 0/2، 0/3، 0/4، 0/5، 0/6، 0/7 و 0/8 در سرعت روبش 100 ميلي‌ولت بر ثانيه. حاشيه شکل: نمودار تغييرات دماغه آندي و کاتدي بر حسب pH محلول…………………………….. 95

شکل 3-36- ولتاموگرام چرخه‌اي الکترود اصلاح شده با تولوئيدين بلو در اولين و صدمين چرخه در محلول 1/0 مولار آمونيوم نيترات و 05/0 مولار بافر فسفات با pH برابر 0/6 و در سرعت روبش 100 ميلي‌ولت بر ثانيه……….. 96

شکل 3-37- نمودار تغييرات جريان دماغه تيونين بر حسب سرعت روبش در محلول 1/0 مولار آمونيوم نيترات و 02/0 مولار بافر فسفات با 0/6= pH… 97

شکل 3-38- نمودار تغييرات دماغه کاتدي ولتاموگرام‌هاي چرخه‌اي الکترود GCE/TH بر حسب pH محلول در محلول 1/0 مولار آمونيوم نيترات و 02/0 مولار بافر فسفات در pH هاي 5/2، 5/3، 0/6 و 0/7 در سرعت روبش 100 ميلي ولت بر ثانيه   98

شکل 3-39- ولتاموگرام چرخه‌اي  الکترود اصلاح شده با تيونين در اولين و صدمين چرخه در محلول 1/0 مولار آمونيوم نيترات و 05/0 مولار بافر فسفات با pH برابر 0/6 و در سرعت روبش 100 ميلي‌ولت بر ثانيه ……………. 99

شكل 3-40- بررسي اثر پتانسيل بر فر آيند الكتروپليمره شدن. روبش الكترود اصلاح شده با نيل بلوA  و تولوئيدين بلو B در محلول الكتروليت حامل با pH  برابر 0/6 و با سرعت روبش 1/0 ولت بر ثانيه…………… 100

شكل 3-41- الكتروپليمريزاسيون الكترود اصلاح شده با NB  در A) محلول بافر فسفات 15/0 مولار با 6pH= وحاوي نيل بلو با غلظت  mM5/0 و (B محلول بافر فسفات 15/0 مولار با 6pH= . نمادهاي x،

عنوان                                                             صفحه

دماغه مربوط به اكسيداسيون تك الكتروني مونومر NB متصل به سطح و تشكيل راديكال كاتيون، y، دماغه پليمر در حال افزايش و z، دماغه مونومر در حال كاهش……………………………………………….. 103

شکل 3-42-  (a) نمايي از پيوند حلقه – به – حلقه طي جفت شدن حلقه‌هاي آنيلين و توليد بنزيدين. (b) شمايي از جفت شدن مونومرهاي تركيبات فنوكسازين با دو روش اتصال حلقه –به-حلقه و ايجاد پل نيتروژني…………….. 104

شکل 3-43- الكتروپليمريزاسيون محلول تولوئيدين بلو در بافر فسفات با pH=5.5 حاوي تولوئيدين بلو با غلظت 0/1 ميلي‌مولار سرعت روبش برابر است با 50 ميلي‌ولت بر ثانيه. نمادهاي x، دماغه مربوط به اكسيداسيون تك الكتروني مونومر TB متصل به سطح و تشكيل راديكال كاتيون، y، دماغه پليمر در حال افزايش و z ، دماغه مونومر در حال كاهش……………………………….. 105

شکل 3-44- شمايي از واکنش‌هاي اکسايش- کاهش مونومر و پليمر تولوئيدين بلو 106

شکل 3-45- ولتاموگرام چرخه‌اي ترکيب A) نيل بلو و B) تولوئيدين بلو در محلول آمونيوم نيترات 1/0 مولار قبل و بعد از پليمرشدن ………. 107

شکل 3-46- بررسي ميزان پايداري با انجام روبش پتانسيل در محلول آمونيوم نيترات در pH برابر 0/6. سرعت روبش پتانسيل 1/0 ولت بر ثانيه     108

شکل 3-47- ولتاموگرام‌هاي چرخه‌اي الکترود GCE و GCE/NB در غياب و در حضور 5/2 ميلي‌مولار هيدروژن پراکسيد در محلول 1/0 مولار آمونيوم نيترات و بافر فسفات 02/0 مولار با 0/7=pH در سرعت روبش 20 ميلي‌ولت بر ثانيه …….. 110

شکل 3-48- ولتاموگرام چرخه‌اي الکترود GCE/NB در غلظت‌هاي متفاوت 0، 5/0، 5/2 و 5/7 ميلي‌مولار هيدروژن پراکسيد (به‌ترتيب از a تا d) در محلول 1/0 مولار بافر فسفات با 0/7 = pH در سرعت روبش 20 ميلي‌ولت بر ثانيه. حاشيه شکل: منحني تنظيم رسم شده در غلظت‌هاي مختلف از هيدروژن پراکسيد…………. 111

شکل 3-49- ولتاموگرام‌هاي چرخه‌اي الکترود GCE و GCE/TB در غياب و در حضور 0/5 ميلي‌مولار هيدروژن پراکسيد در محلول 1/0 مولار آمونيوم نيترات و بافر فسفات 02/0 مولار با pH برابر 0/7 در سرعت روبش 20 ميلي‌ولت بر ثانيه… 112

 

 

عنوان                                                             صفحه

شکل 3-50- ولتاموگرام‌هاي چرخه‌اي الکترود GCE و GCE/TH در غياب و در حضور 0/5، 0/10 و 0/30 ميلي‌مولار هيدروژن پراکسيد در محلول 1/0 مولار آمونيوم نيترات و بافر فسفات 02/0 مولار با pH برابر 0/6 در سرعت روبش 20 ميلي‌ولت بر ثانيه    113

شکل 3-51- مکانيسم کلي احياي هيدروژن پراکسيد توسط رنگ‌هاي فنوکسازين 113

شکل 3-52- بررسي اثر پتانسيل در اندازه‌گيري آمپرومتري در سطح (A) الکترود اصلاح شده با تيونين در غلظت 5/1 ميلي‌مولار هيدروژن پراکسيد، (B) الکترود اصلاح شده با لايه نيل بلو در غلظت 0/15 ميلي‌مولار هيدروژن پراکسيد و (C) الکترود اصلاح شده با لايه تولوئيدين  بلو در غلظت 0/50 ميلي‌مولار هيدروژن پراکسيد. در تمامي اين منحني‌ها نمودار  (a) مربوط به الکترود کربن شيشه‌اي و (b) مربوط به الکترود کربن شيشه‌اي اصلاح شده در محلول آمونيوم نيترات با pH برابر 0/6 در سرعت چرخش ثابت مي‌باشد……………………………………… 116

شکل 3-53- آمپروگرام الکترود GCE/TB پتانسيل ثابت 400- ميلي‌ولت بعد از تزريق غلظت 0/2 ميلي‌مولار هيدروژن پراکسيد به محلول 1/0 مولار آمونيوم نيترات در pH هاي 0/6، 0/7 و 0/8. سرعت چرخش الکترود ثابت………….. 117

شکل 3-54- (A) آمپروگرام الکترود GCE/NB بعد از تزريق غلظت‌هاي مختلف هيدروژن پراکسيد به (a) الکترود اصلاح نشده کربن شيشه‌اي و (b) الکترود اصلاح شده با نيل بلو و (B) آمپروگرام الکترود GCE/NB بعد از تزريق‌هاي متوالي 5/0 ميلي‌مولار هيدروژن پراکسيد به محلول 1/0 مولار آمونيوم نيترات در pH برابر

0/6 در سرعت چرخش ثابت و پتانسيل ثابت 350- ميلي‌ولت. در منحني C نمودار تنظيم جريان کاتاليزوري بر حسب غلظت هيدروژن پراکسيد رسم شده است 118

شکل 3-55- (A) آمپروگرام الکترود GCE/TB بعد از تزريق غلظت‌هاي مختلف هيدروژن پراکسيد (سه تزريق 5/0 ميلي‌مولار [ نماد a]، 10 بار تزريق 5/1 ميلي‌مولار [نماد b] و 3 تزريق 0/6 ميلي‌مولار [نماد c] به (x) الکترود اصلاح نشده کربن شيشه‌اي و (y) الکترود اصلاح شده با نيل بلو (B) آمپروگرام الکترود GCE/TB طي تزريق‌هاي متوالي 0/10 ميلي‌مولار هيدروژن پراکسيد به محلول 1/0 مولار آمونيوم نيترات در pH برابر 0/6 در سرعت چرخش الکترود ثابت و پتانسيل ثابت 400- ميلي‌ولت. نمودار‌هاي داخل هر شکل مربوط به رسم منحني تنظيم جريان کاتاليزوري بر حسب غلظت هيدروژن پراکسيد مي‌باشد…………………………………… 120

 

عنوان                                                             صفحه

شکل 3-56- (A) آمپروگرام الکترود GCE/TH بعد از تزريق‌هاي متوالي غلظت‌هاي 1/0 مولار هيدروژن پراکسيد به محلول 1/0 مولار آمونيوم نيترات در pH برابر 0/6 در سرعت چرخش محلول ثابت و پتانسيل ثابت 350- ميلي‌ولت  و (B) منحني تنظيم حاصل از آن……………………………………………… 122

شکل 3-57- آمپروگرام‌هاي الکترودهاي اصلاح شده با (A) نيل بلو بعد از تزريق 0/1 ميلي‌مولار هيدروژن پراکسيد در پتانسيل ثابت 300- ميلي‌ولت، (B) تولوئيدين بلو بعد از تزريق 5/4 ميلي‌مولار هيدروژن پراکسيد در پتانسيل ثابت 400- ميلي‌ولت و (C) تيونين بعد از تزريق 5/0 ميلي‌مولار هيدروژن پراکسيد در پتانسيل ثابت 350- ميلي‌ولت به محلول 1/0 مولار آمونيوم نيترات و 02/0 مولار با pH برابر 0/6 و سرعت چرخش ثابت……………………………………….. 123

شکل 3-58- ولتاموگرام‌هاي چرخه‌اي الکترود GCE و GCE/NB در غياب و در حضور 0/2 ميکرومولار نيتريت در محلول 1/0 مولار بافر فسفات با pH برابر 0/3 و در سرعت روبش 50 ميلي‌ولت بر ثانيه …………………………. 126

شکل 3-59- ولتاموگرام چرخه‌اي الکترود GCE/NB در غلظت‌هاي متفاوت نيتريت در محلول 1/0 مولار بافر فسفات با pH برابر 0/3 و در سرعت روبش 50 ميلي‌ولت بر ثانيه. با پله پتانسيلي 6 ميلي‌ولت، دوره زماني ضربه100 ميلي­ثانيه، پهناي ضربه 40 ميلي ثانيه و دامنه ضربه 40 ميلي ولت……………… 127

شکل 3-60- ولتاموگرام‌هاي چرخه‌اي الکترود GCE/NB در محلول 1/0 مولار بافر فسفات 0/3 در سرعت‌ روبش‌هاي 100، 200، 300، 400، 500، 600، 800، 1000، 1200 و 2000 ميلي‌ولت بر ثانيه (به‌ترتيب از داخل به خارج) با پله پتانسيلي 6 ميلي‌ولت، دوره زماني ضربه 100 ميلي‌ثانيه، پهناي ضربه 40 ميلي ثانيه و دامنه ضربه 40 ميلي ولت. حاشيه شکل‌ها، (a) نمودار جريان دماغه آندي الکترود GCE/NB  بر حسب جذر سرعت روبش و (b) نمودار پتانسيل دماغه بر حسب لگاريتم سرعت روبش. 128

شکل 3-61- نمودار جريان دماغه ولتاموگرام‌هاي چرخه‌اي گرفته شده از سطح الکترود GCE/NB در محلول 1/0 مولار بافر فسفات 0/3 بر حسب سرعت روبش در سرعت روبش‌هاي 10، 20، 30 و 40 ميلي‌ولت بر ثانيه…………….. 129

شکل 3-62- منحني ولتامتري چرخه‌اي الکترود GCE/NB در بافر فسفات 1/0 مولار در مقادير مختلف pH در حضور غلظت 2/0 ميکرومولار نيتريت در سرعت روبش برابر 50 ميلي‌ولت بر ثانيه. حاشيه شکل: نمودار جريان دماغه بر حسب pH محلول    130

 

عنوان                                                             صفحه

شکل 3-63- ولتاموگرام ضربه تفاضلي الکترود GCE/NB در غلظت‌هاي متفاوت نيتريت در محلول 1/0 مولار بافر فسفات 0/3=pH و با پله پتانسيلي 6 ميلي‌ولت، دوره زماني ضربه 100 ميلي‌ثانيه، پهناي ضربه 40 ميلي ثانيه و دامنه ضربه 40 ميلي ولت    131

شکل 3-64- منحني تنظيم رسم شده بر اساس ولتاموگرام ضربه تفاضلي الکترود GCE/NB در غلظت‌هاي متفاوت نيتريت در محلول 1/0 مولار بافر فسفات با pH برابر 0/3 و با پله پتانسيلي 6 ميلي‌ولت، دوره زماني ضربه 100 ميلي‌ثانيه، پهناي ضربه 40 ميلي ثانيه و دامنه ضربه 40 ميلي ولت……………… 132

شکل 3-65- (A) آمپروگرام الکترود GCE/NB بعد از تزريق غلظت‌هاي (A) 50 نانو مولار و (B) 0/50 ميلي‌مولار نيتريت به الکترود اصلاح شده با نيل بلو و در محلول 1/0 مولار بافر فسفات در pH  برابر 0/3 در سرعت چرخش الکترود ثابت و پتانسيل ثابت 800 ميلي‌ولت. حاشيه شکل‌ها نمودار تنظيم جريان کاتاليزوري بر حسب غلظت نيتريت………………………………………….. 134

شکل 3-66- آمپروگرام الکترود اصلاح شده با نيل بلو بعد از تزريق 0/1 ميكرو‌مولار نيتريت و به محلول 1/0 مولار بافر فسفات با pH برابر 0/3 و در پتانسيل ثابت 800 ميلي‌ولت و سرعت چرخش ثابت…………… 136

شکل 3-67- مراحل اصلاح لايه به لايه سطح الکترود کربن شيشه‌اي به روش کوالانسي و تهيه الکترود اصلاح شده با آنزيم گلوکز اکسيداز………… 139

شکل 3-68- (A) ولتامتري چرخه‌اي از سطح الکترود در مراحل مختلف اصلاح (a) GCE/AP (b) GCE/AP/MNP ، (c)  GCE/AP/MNP/CHITو (d) GCE/AP/MNP/CHIT/GOx در محلول 0/1 ميلي‌مولار فري/فرو سيانيد در pH برابر 0/2 و در سرعت روبش پتانسيل برابر 100 ميلي‌ولت بر ثانيه.(B) نمودار مقاومت ظاهري الکترود اصلاح شده با الکترود (a) GCE/AP (b) GCE/AP/MNP ، (c)    GCE/AP/MNP/CHITو (d) GCE/AP/MNP/CHIT/GOx در محلول 5 ميلي‌مولار فري/فرو سيانيد با اعمال ولتاژ ac با دامنه 5 ميلي‌ولت در محدوده فرکانسي 10 کيلو هرتز تا 100 ميلي هرتز. پتانسيل الکترود

23/0 ولت نسبت به مرجع Ag/AgCl انتخاب شد. نمودار حاشيه‌اي منحني امپدانس گرفته شده با بزرگ‌نمايي بالاتر در فرکانس‌هاي بالا…………….. 141

شکل 3-69- (A) ولتاموگرام چرخه‌اي الکترود اصلاح نشده با نيل بلو (a) GCE/AP/MNP/CHIT/GOx  و اصلاح شده با نيل بلو (b) GCE/AP/MNP/CHIT/GOx/NB  در 1/0 مولار بافر فسفات با pH برابر 0/7 در سرعت روبش 100 ميلي‌ولت بر ثانيه. (B) ولتامتري چرخه‌اي الکترود اصلاح شده در سرعت روبش‌هاي به ترتيب از داخل به خارج 20، 40، 70، 80 و 100 ميلي‌ولت بر ثانيه …………………….. 143

عنوان                                                             صفحه

شکل 3-70- ولتاموگرام چرخه‌اي از الکترود اصلاح شده GCE/NH₂/MNP/GOx در بافر فسفات 1/0 مولار و در pH برابر 0/7 حاوي فروسن 0225/0 مولار در حلال با نسبت حجمي 80/20 آب/اتانول و در حضور غلظت‌هاي 0، 0/1 و 5/2 ميلي‌مولار گلوکز. سرعت روبش برابر 50 ميلي‌ولت بر ثانيه …………………………  144

شکل 3-71-  (A) تاثير افزايش 0/1 ميلي‌مولار گلوکز به الکترود کربن شيشه‌اي اصلاح شده GCE/AP/MNP/CHIT/GOx/NB در بافر فسفات 0/7 و در محلول اکسيژن زدايي شده. (B) تاثير افزايش 0/1 ميلي‌مولار گلوکز به الکترود اصلاح شده GCE/AP/MNP/CHIT/GOx در بافر فسفات 0/7 و در محلول اشباع از اکسيژن و (C) تاثير افزايش گلوکز به لايه اصلاح شده GCE/AP/MNP/CHIT/GOx/NB در بافر فسفات 0/7 و در محلول اکسيژن زدايي شده.و در حضور 0/60 ميکرومولار و 6/0 ميلي‌مولار گلوکز. سرعت روبش 20 ميلي‌ولت بر ثانيه…………………………………………… 146

شکل 3-72- ولتاموگرام چرخه‌اي تاثير افزايش گلوکز به لايه اصلاح شده GCE/AP/MNP/CHIT/GOx/NB در بافر فسفات 0/7 و در محلول اکسيژن زدايي شده در حضور غلظت‌هاي مختلف گلوکز. سرعت روبش 20 ميلي‌ولت بر ثانيه. حاشيه شکل: تاثير پتانسيل اعمال شده بر روي جريان پايا مشاهده شده در بررسي آمپرومتري از سطح الکترود اصلاح شده براي غلظت 0/4 ميلي‌مولار گلوکز در بافر فسفات 1/0 مولار اشباع از اکسيژن در pH برابر 0/7…………………………. 147

3-73- تاثير پتانسيل اعمال شده بر روي جريان پايا مشاهده شده در بررسي آمپرومتري از سطح الکترود اصلاح شده براي غلظت 0/4 ميلي‌مولار گلوکز در بافر فسفات 1/0 مولار اشباع از اکسيژن در pH برابر 0/7……….. 148

شکل 3-74- پاسخ جريان-زمان از سطح الکترود کربن شيشه‌اي اصلاح شده طي افزايش‌هاي پياپي (A) 50 ميکرومولار و (B) 0/1 ميلي‌مولار گلوکز در پتانسيل ثابت 6/0- ولت و در محلول بافر فسفات 1/0 مولار در pH برابر 0/7. سرعت چرخش محلول 300 دور بر دقيقه. شکل‌هاي حاشيه‌اي a و b منحني‌هاي جريان کرونو آمپرومتري بر اساس غلظت گلوکز و منحني تنظيم خطي مي‌باشد. نمودار حاشيه‌اي c پايداري پاسخ آمپرومتري در غلظت 0/3 ميلي‌مولار گلوکز……………….. 149

شکل3-75-  ولتاموگرام چرخه‌اي الکترود اصلاح شده GCE/AP/MNP/NB در 1/0 مولار بافر فسفات با pH برابر 0/7 در سرعت روبش 20 ميلي‌ولت بر ثانيه طي روبش‌هاي متوالي ……………………………………………….. 153

شکل 3-76- الكتروپليمريزاسيون الکترود اصلاح شده GCE/AP/MNP/NB در بافر فسفات با 0/7=pH در سرعت روبش 50 ميلي‌ولت بر ثانيه………….. 154

 

عنوان                                                             صفحه

شکل 3-77- ولتاموگرام چرخه‌اي الکترود اصلاح شده GCE/AP/MNP/PolyNB در 1/0 مولار بافر فسفات با pH برابر 0/7 در سرعت روبش 20 ميلي‌ولت بر ثانيه (A) طي روبش‌هاي متوالي و (B) بعد از گذشت 3 ماه……………………… 155

شکل 3-78-  ولتاموگرام چرخه‌اي الکترود اصلاح شده GCE/AP/MNP/PolyNB در 1/0 مولار بافر فسفات با pH برابر 0/7  و در سرعت روبش‌هاي به ترتيب از داخل به خارج 20، 30، 40،50، 60، 70، 80، 90 و 100 ميلي‌ولت بر ثانيه ……… 156

شکل 3-79-  ولتامتري چرخه‌اي از سطح الکترود در مراحل مختلف اصلاح (a)GCE/NP، (b) GCE/AP، (c) GCE/AP/MNP ، (d)  GCE/AP/MNP/PolyNB و (e) GCE/AP/MNP/PolyNB در محلول 0/1 ميلي‌مولار فري/فرو سيانيد در pH برابر 0/2 و در سرعت روبش پتانسيل برابر 100 ميلي‌ولت بر ثانيه…………………………………. 157

شکل 3-80- نمودار مقاومت ظاهري الکترود از سطح الکترود در مراحل مختلف اصلاح (a)GCE/NP، (b) GCE/AP، (c) GCE/AP/MNP ، (d)  GCE/AP/MNP/PolyNB و (e) GCE/AP/MNP/PolyNB GCE/AP/MNP/CHIT/GOx در محلول 0/5 ميلي‌مولار فري/فرو سيانيد با اعمال ولتاژ ac با دامنه 5 ميلي‌ولت در محدوده فرکانسي 10 کيلو هرتز تا 100 ميلي هرتز. پتانسيل الکترود 23/0 ولت نسبت به مرجع Ag/AgCl. نمودار حاشيه‌اي: منحني امپدانس گرفته شده با بزرگ‌نمايي بالاتر در فرکانس‌هاي بالا…………….. 158

شکل 3-81- ولتاموگرام‌هاي چرخه‌اي الکترود GCE/AP/MNP/PolyNB در غياب و در حضور غلظت­هاي 5/0، 0/1 و 5/1 ميلي‌مولار هيدروژن پراکسيد در محلول 1/0 مولار آمونيوم نيترات و بافر فسفات 1/0 مولار با 0/7=pH در سرعت روبش 10 ميلي‌ولت بر ثانيه  160

شکل 3-82- آمپروگرام الکترود GCE/AP/MNP/PolyNB بعد از تزريق‌هاي متوالي 5/0 ميلي‌مولار هيدروژن پراكسيد در پتانسيل ثابت 400- ميلي‌ولت. منحني حاشيه‌اي نمودار تنظيم جريان کاتاليزوري بر حسب غلظت هيدروژن پراكسيد ….. 161

شکل 3-83- تاثير افزايش غلظت‌هاي مختلف گلوکز به الکترود کربن شيشه‌اي اصلاح شده GCE/AP/MNP/PolyNB/GOx در بافر فسفات 0/7 و در محلول اشباع از اکسيژن. سرعت روبش 10 ميلي‌ولت بر ثانيه………………………….. 163

شکل 3-84- پاسخ جريان- زمان از سطح الکترود کربن شيشه‌اي اصلاح شده طي افزايش‌هاي پياپي (A گلوکز در پتانسيل ثابت 45/0- ولت و در محلول بافر فسفات 1/0 مولار در pH برابر 0/7. شکل‌ حاشيه‌اي منحني تنظيم خطي  بر اساس جريان کرونو آمپرومتري در غلظت‌هاي مختلف گلوکز مي‌باشد…………….. 164

فهرست جدول‌ها

عنوان                                                             صفحه

جدول 2-1- موّاد شيميايي به‌کار برده‌شده به همراه جرم مولكولي، درصد خلوص و فرمول شيميايي آن‌ها……………………………….. 32

جدول 3-1- تاثير شرايط انجام آزمايش بر کاهش الکتروشيميايي گروه نيتروفنيل به گروه آمينوفنيل در محلول آب / اتانول با نسبت حجمي 9/1 حاوي 1/0 مولار پتاسيم کلريد ……………………………………. 66

جدول 3-2- پارامترهاي سطح تماس محاسبه شده از داده‌هاي مقاومت ظاهري بر روي الکترود کربن شيشه‌اي در مراحل مختلف اصلاح الکترود در غلظت 0/5 ميلي‌مولار فرو/فري سيانيد آهن در pH برابر 0/2…………………. 72

جدول 3-3- بررسي گونه‌هاي مزاحم در اندازه‌گيري هيدروژن پراکسيد در نسبت مزاحم به آناليت 10 به 1 در شرايط بهينه اندازه‌گيري…………. 124

جدول 3-4- مقايسه حسگر حاضر با ديگر حسگرهاي اندازه‌گيري نيتريت      135

جدول 3-5- بررسي اثر مزاحمت گونه‌هاي مختلف در اندازه‌گيري نيتريت     137

جدول 3-6- مقايسه دو حسگر كامپوزيت طراحي شده جهت اندازه‌گيري گلوكز  165