ساخت حسگرهای نانوساختار در پیام نور اصفهان

به گزارش ایرنا از معاونت علمی و فناوری ریاست جمهوری، حسگرهای ساخته شده با این روش، نسبت به نمونه ی مشابه هزینه ی تمام شده ی کمتر و حساسیت بالاتری دارند. به علاوه، تولید این حسگرها موجب آلودگی محیط زیست نمی شود.

کاپتوپریل یک داروی خوراکی است که نقش حیاتی در درمان سکته ی قلبی، نارسایی قلب و فشار خون بالا دارد. متأسفانه مصرف مزمن این دارو برای اهداف درمانی، منجر به بروز عوارض جانبی نامطلوب، از قبیل کاهش میزان فلز روی در بدن از طریق دفع ادرار و افزایش مقدار پتاسیم خون می شود. بنابراین طراحی یک روش دقیق و آسان با حساسیت بالا جهت اندازه گیری این دارو در نمونه های حقیقی از اهمیت زیادی برخوردار است.

دکتر ناهید توکلی، در خصوص اهداف این طرح گفت: «هدف از این تحقیق، طراحی و ساخت الکترودی از جنس طلا و با ساختار نانومتخلخل بوده است که با دو فلز نجیب روتنیوم و پالادیوم پوشیده شود. اثر همزمان این دو فلز، باعث افزایش خاصیت کاتالیستی آن ها می گردد که این موضوع خود منجر به عملکرد بهتر حسگر نهایی در تشخیص و اندازه گیری مقدار کاپتوپریل شده است.»

به کارگیری حسگرهای تولید شده در این طرح، به منظور اندازه گیری داروی کاپتوپریل در نمونه های حقیقی (سرم خون انسان و قرص) نتایج مطلوب و رضایت بخشی را در پی داشته است. در واقع، اندازه گیری این دارو توسط این حسگرها، در مقایسه با روش های مشابه با دقت و سرعت بالاتر و هزینه ی کمتری صورت می گیرد. نتایج بررسی اثر گونه های مزاحم نیز، بیانگر گزینش پذیری بالای این حسگر نسبت به کاپتوپریل است.

به گفته ی این پژوهشگر، ساخت این حسگر نه تنها موجب صرفه جویی در مصرف دو فلز گران بهای روتنیوم و پالادیوم شده، بلکه میزان حساسیت آن برای تشخیص و اندازی گیری داروی کاپتوپریل را به طور قابل توجهی افزایش می دهد. از سوی دیگر به دلیل عدم استفاده از مواد سمی در ساخت این الکترودها، این روش با محیط زیست سازگار است.

وی در ادامه افزود: «مواد نانومتخلخل دارای حفره هایی در ابعاد نانو بوده و بسیار متنوع هستند. این مواد به دلیل دارا بودن سطح بسیار وسیع تر نسبت به مواد با ابعاد مشابه و بدون نانوتخلخل، مورد توجه قرار گرفته اند. با استفاده از فرآیند آندی کردن سطح از طریق اعمال پتانسیل به سطح الکترود طلا، یک لایه ی اکسیدی بر روی سطح الکترود ایجاد شده که باعث تشکیل خلل و فرج سطح می گردد. بنابراین با اجرای این فرآیند، تخلخل هایی در مقیاس نانو در سطح ایجادشده که افزایش فعالیت الکتروکاتالیستی الکترود را موجب شده است.»

توکلی مراحل انجام این طرح را بدین شرح عنوان کرد: «در ابتدا الکترود طلای نانو متخلخل تهیه شد و سپس رسوب الکتروشیمیایی مس بر سطح الکترود نانومتخلخل صورت گرفت. به منظور پوشش دهی فلزات نجیب روتنیوم و پالادیوم بر روی سطح الکترود نانو متخلخل پوشیده با مس، از روش جابه جایی خودبه خودی مس با روتنیوم و پالادیوم استفاده شد. سپس با استفاده از الکترود ساخته شده، به عنوان حسگر، میزان کاپتوپریل در نمونه ی حقیقی به روش های ولتامتری و آمپرومتری اندازه گیری شد.»

این تحقیقات حاصل همکاری دکتر ناهید توکلی- عضو هیأت علمی دانشگاه پیام نور اصفهان- دکتر نسرین سلطانی- عضو هیأت علمی دانشگاه پیام نور شاهین شهر- و الهه خورشیدی- دانشجوی کارشناسی ارشد دانشگاه پیام نور اصفهان - است. نتایج این کار در مجله ی Electrochimica Acta (جلد 164، سال 2015، صفحات 1 تا 11) منتشر شده است.