تهیه حسگر زیستی گلوکز با به‌کارگیری الکترود کربن شیشه‌ای اصلاح‌شده با نانولوله‌های کربن و پلیمر 4-آمینوتیوفنول

پژوهش های کاربردی در شیمی

مقاله 7، دوره 10، شماره 2، شهریور 1395، صفحه 63-71   

نوع مقاله: پژوهشی

نویسندگان

محمد علی کامیابی^{* 1}؛ صدیقه شریفی راد²

¹دانشیار شیمی تجزیه، گروه شیمی، دانشگاه زنجان، تهران، ایران

²دانشجوی دکترای شیمی تجزیه، گروه شیمی، دانشگاه زنجان، تهران، ایران

چکیده

در این مقاله تهیه یک حسگر زیستی بسیار حساس گلوکز بر اساس استفاده از آنزیم گلوکز اکسیداز ارایه شده است. برای تثبیت آنزیم روی سطح الکترود از پیونددهنده‌ی عرضی گلوتارآلدهید استفاده شده است. بر این اساس، نخست سطح الکترود کربن شیشه‌ای با نانولوله‌های ‌کربنی چند دیواره اصلاح شد. فرایند الکتروپلیمریزاسیون در سطح الکترود، در سل الکتروشیمیایی و در تماس با محلول اتانولی حاوی 4-آمینوتیوفنول با غلظت 2 میلی‌مولار و سولفوریک اسید با غلظت 0/07 مولار پس از عبور دادن گاز نیتروژن، به‌وسیله 14 چرخه‌ی ولتاموگرام چرخه‌ای با سرعت روبش 50 میلی‌ولت بر ثانیه در گستره‌ی پتانسیل 0/2- تا 1/2+ ولت نسبت به الکترود مرجع Ag/AgCl انجام گرفت. تشکیل پلیمر بر روی سطح الکترود ویژگی‌های الکتریکی و مکانیکی سطح را افزایش می‌دهد و باعث انتقال سریع الکترون می‌شود. با افزایش گلوکز و کم شدن جریان دماغه‌ی کاتدی، رابطه‌ی خطی خوبی بین غلظت گلوکز و کاهش جریان کاتدی به‌دست آمد. این روش حساسیت μA/µM 021/،0 گستره‌ی خطی 1 تا 450 میکرو مولار با ضریب هم‌بستگی 0/996، حدتشخیص 0/1 میکرومولار را داراست. ضریب انتقال الکترون 0/47 و ثابت انتقال الکترون s-1 3/2 از دیگر ویژگی‌های قابل‌توجه کار حاضر به‌شمار می‌رود که نشان‌دهنده‌ی انتقال الکترون آسان در این سامانه است.

کلیدواژه‌ها

حسگر گلوکز؛ نانولوله چند دیواره کربنی؛ پلی 4-آمینوتیوفنول؛ گلوکزاکسیداز

مراجع

[1]    Huang, X.J.; Choi, Y.K.; Chemical sensors based on nanostructured materials, Sensors and Actuators B; 122, 659-671, 2007.
[2]    Wang, J.; Mo, J.W.; Li, S.F.; Porter, J.; Anal. Chim. Acta., 441, 183-189, 2001.
[3]    Kozan, J.V.B.; Silva, R.P.; Anal. Chim. Acta., 591, 200-207, 2007.
[4]    Ricci, F.; Amine, A.; Palleschi, G.; Moscone, D.; Biosens. Bioelectron., 18, 165-174, 2003.
[5]    Emr, S.; Yacynych, A.; Electroanalysis, 7, 913-923, 1995.
[6]    Periasamy, A.P., Chang, Y.J.; Chen, S.M.; Bioelectrochemistry, 80, 114-120, 2011.
[7]    Wang, J.; Musameh, M.; Lin, Y.; J. Am. Chem. Soc, 125, 2408-2409, 2003.
[8]    Zhang, M.; Smith, A.; Gorski, W.; Anal. Chem, 76, 5045-5050, 2004.
[9]    Liu, C.; Lu, G.; Jiang, L.; Jiang, L.; Zhou, X.; Electroanalysis, 18, 291-297, 2006.
[10]    Zhao, H.; Q, Sheng; Zheng, j.; Original paper, 58, 346-352, 2011.
[11]    Wang, L.; Bai, J.; Bo, X.; Zhang, X.; Guo, L.; Talanta, 83, 1386–1391, 2011.
[12]    Wilson, G.S.; Gifford, R.; Biosens, Bioelectron, 20, 2388-2403, 2005.
[13]    Wang, J.; Chem. Rev, 108, 814-825, 2008.
[14]    Arkady, A.K.; Electroanalysis, 13, 813-819, 2001.
[15]    Bowes, J.H.; Cater, C.W.; Biochim. Biophys. Acta, 168, 341-352, 1968.
[16]    Migneault, I.; Dartiguenave, C.; Bertrand, M.J.; Waldron, K.C.; Bio Techniques, 37, 790-802, 2004.
[17]    Liu, Y.; Chu, Z.; Zhang, Y.; Jin, W.; Electrochim, Acta, 54,7490-7494, 2009.
[18]    Hecht, H.J.; Schomburg, D.; Kalisz, H.; Schmid, R.D.; Biosens. Bioelectron, 8, 197-203, 1993.
[19]    Sherigara, B.S.; Kutner, W.; Dsouza, F.; Electroanalysis, 15, 753-772, 2003.
[20]    Moulton, S.E.; Minett, A.I.; Wallace, G.G.; Sensor Lett, 3, 183-193, 2005.
[21]    Balasubramanian, K.; Burghard, M.; Small, 1, 180-192, 2005.
[22]    Bandaru, P.R.; Journal of NanoScience and Nanotechnology, 7, 1239-1267, 2007.
[23]    Baronas, R.; Ivanauskas, F.; Kulys, J.; Sensors, 3, 248–262, 2003.
[24]    Njagi, J.; Warner, J.; Andreescu, S.J.; Chem. Educ, 84, 1180-1182, 2007.