مي‌باشند. NADH براي بهبود وضوح ذهني، هوشياري، تمرکز و حافظه و همچنين به عنوان يک آنتي اکسيدان و با توجه به نقشي که در توليد انرژي دارد در درمان بيماريهاي خاص مانند پارکينسون،خستگي مزمن سندرم، آلزايمر وافسردگي موثر است. مکمل‌هاي NADH براي بهبود استقامت ورزشي نيز مورد استفاده قرار مي گيرد اما مصرف بيش از حد آن عوارضي چون خشکي پوست و چشم،سرگيجه،تهوع و استفراغ،داغي پوست،خارش پوست،افزايش قند خون،درد مفاصل و افزايش اوره خون را به همراه دارد[38-35]. فرم کاهيده NADH آدنين دي نوکلئوتيد (NAD+) است،که به عنوان يک عامل حياتيدر بيش از 300 نوع واکنش آنزيمي دهيدروژناز ايفاي نقش مي کند. زوج ردوکس NADH/NAD نه تنها در انتقال الکترون از سيستم هاي بيولوژيکي بلکه به عنوان حامل انرژي در سلول‌هاي زنده نقش مهمي را دارد. نيکوتين آميد آدنين دي نوکلئوتيد اسيد با فرمول مولکولي C21H27N7O14P2داراي جرم مولکولي 425/663 است. با توجه به ساختار NADH ،اين ماده داراي گروه الکتروفعال بوده و بنابراين داراي فعاليت الکتروشيميايي به شکل زير است.
شکل (3-1): رفتار الکتروشيميايي NADH
همانطور که پيش تر نيز بيان گرديد استفاده بيش از حد از NADH ،ميتواند به افزايش قند خون و افزايش اوره خون منجر مي شود، با توجه به نقشي که در تأ مين انرژي بدن و در نتيجه کم و زياد شدن اکسيژن دارد ممکن است اثرات مضري براي قلب نيز داشته باشد. بنابراين تعيين مقدار “ان‌اِي‌دي‌اچ” داراي اهميت ميباشد [40-39].
از آنجا که روش‍هاي الکتروشيميايي براي تعيين غلظت NADH داراي مزايايي از قبيل سادگي، سريع و کمهزينه بودن آن است. تا به امروز از حسگرهاي زيادي براي اندازه گيري مقدار NADH در محلول استفاده شده است. تعيين آمپرومتري و ولتامتري روشهاي ارزان و حساسي هستند که به طور گسترده براي شناسايي ترکيبات الکتروفعال در فرمولاسيونهاي دارويي، ماتريسهاي بيولوژيکي و گياهان دارويي مورد استفاده قرار ميگيرند. همانطور که گفته شد NADH نيز يک ترکيب الکتروفعال بوده و براي تعيين الکتروشيمي مناسب است [43-41].
طراحي، ساخت و استفاده از حسگرهاي جديد الکتروشيميايي يکي از موضوعات تحقيقاتي در سالهاي اخير ميباشد [45-44]. در اين فصل الکترود کربن سراميک اصلاحشده با نانولوله کربن و مولکول هاي کروسين براي تعيين آمپرومتري NADH به عنوان يک حسگر جديد الکتروشيمي براي اندازهگيري NADH معرفي شده است. از ويژگيهاي مشخصه اين حسگر حساسيت خوب، پايداري بالا، هدايت الکتريکي بالا و پاسخ الکتروکاتاليزي عالي در اضافه ولتاژ کمتر مي توان نام برد.
3-2- بخش تجربي

3-2-1- مواد ومعرفها
کروسين از شرکت سيگما آلدريج وNADH و ساير مواد از شرکت مرک خريداري شده و بدون خالص سازي، محلول هاي رقيق آنها به طور تازه تهيه شده و مورد استفاده قرار گرفتند. هيدروکلريک اسيد، نمکهاي فسفات سديم، هيدروکسيد سديم و هيدروکسيد پتاسيم از شرکت مرک تهيه شدند. محلولهاي بافر فسفات مورد استفادهM) 1/0) از نمکهاي Na3PO4، Na2HPO4، NaH2PO4 تهيه شده و از HCl،NaOH براي تنظيم pH استفاده شد. براي اکسيژنزدايي از گاز نيتروژن با خلوص 99/99 درصد استفاده شده است.

3-2-2- دستگاهها و وسايل مورد نياز
تمام اندازهگيريهاي الکترو شيميايي با دستگاه ميکرواتولب (ساخت هلند) متصل به کامپيوتر و با استفاده از نرمافزار NOVA انجام شد و يک دستگاه کامپيوتر شخصي جهت تحليل دادهها و رسم نمودارها به کار فته است. مطالعات و اندازهگيريهاي الکتروشيميايي با استفاده از يک سل سه الکترودي متشکل از الکترودAg/AgCl/(sat. KCl) به عنوان الکترود مرجع، الکترود پلاتين به عنوان الکترود کمکي و الکترود اصلاحشده و اصلاحنشده کربن شيشهاي به عنوان الکترود کار انجام شده است. تنظيم pH با دستگاه pH متر Metrohmمدل 780 pH/mV انجام شد. مورفولوژي سطح الکترود اصلاحشده با استفاده از تصويرSEM بررسي شده است. تمامي اندازهگيريهاي الکتروشيميايي در دماي اتاق انجام شد.

3-2-3- روش تهيه الکترود کربن سراميک Bare و اصلاح شده با نانولوله کربن با روش سل-ژل
الکترود کربن سراميک بر اساس روش گزارش شده توسط گروه lev و همکارش تهيه شده است. دراين روش مخلوطي از Lµ300 متانول و Lµ150 MTMOS به همراه Lµ 20 اسيد کلريک(11 مولار) به مدت 30 دقيقه بهم زده مي شود و به مخلوط حاصل mg 200 پودر گرافيت افزوده مي شود و بعد از بهم زدن به مدت 5 دقيقه قبل از خشک شدن داخل تيوب‌هاي پلاستيکي با قطر داخلي دو ميلي متر و طول پنج ميلي متر که در انتهاي يک ميله فلزي موسوم به اسپيسر(جهت برقراري ارتباط الکتريکي) پر مي شوند، الکترود تهيه شده به مدت 48 ساعت در دماي آزمايشگاه خشک مي شود و بعد از پوليش دادن سطح آن توسط کاغذ مورد استفاده قرار مي گيرند.
اما براي تهيه الکترود اصلاح شده با نانولوله کربن نيز از همان روش گفته شده در بالا استفاده مي شود و فقط بجاي mg 200 پودر گرافيت، mg 180 پودر گرافيت و mg 20 نانولوله کربن به مخلوط اضافه مي شود بقيه مراحل مانند قبل انجام مي شود.

3-2-3-1- روش تهيه الکترود اصلاح شده با مولکول‌هاي کروسين
در اين روش الکترود ساخته شده در مرحله قبل را بعد از خشک شدن در mL10 محلول کروسين mM1 که با pH برابر 2 به حجم رسيده قرار مي دهيم و با استفاده از روش الکتروپليمريزاسيون در محدوده پتانسيلي (0تا8/0) 100 چرخه پتانسيل اعمال مي کنيم. شکل (3-2)

شکل (3-2): ولتاموگرامهاي الکترود CCE/CNTs در محلول 1 ميلي مولار کروسين به حجم رسيده با بافر فسفات 2 در سرعت روبش 50 ميلي ولت بر ثانيه.
بدين روش مولکول‌هاي کروسين به آرامي روي سطح الکترود CCE/CNTs قرار مي گيرند در مرحله بعد براي فعال سازي مولکول‌هاي قرار گرفته روي سطح الکترود حاصله را در mL10 محلول بافر فسفات 2 قرار داده و 10 چرخه پتانسيل در همان محدوده قبلي اعمال مي کنيم. شکل (3-3).

شکل (3-3): ولتاموگرامهاي الکترود Cro/CCE/CNTs در محلول با بافر فسفات 2 در سرعت روبش 50 ميلي ولت بر ثانيه.
و بدين صورت الکترود Cro/CCE/CNTs ساخته مي شود.
3-3- بررسي الکتروشيمي فيلم نانولوله کربن-کروسين تشکيل شده در سطح الکترود
براي بررسي رفتار الکتروشيميايي الکترودهاي اصلاح شده و اصلاح نشده از روش ولتامتري چرخه‌اي استفاده شد. در شکل (3-4) ولتاموگرام‌هاي چرخه‌اي الکترود کربن سراميک اصلاح نشده ( ولتاموگرام a) و الکترود کربن سراميک اصلاح شده با نانولوله کربن (ولتاموگرام b) و الکترود کربن سراميک اصلاح شده با نانولوله کربن و مولکول‌هاي کروسين ( ولتاموگرام c) در محلول 1/0 مولار بافر فسفات باpH برابر 7 در سرعت روبش 50 ميلي ولت بر ثانيه نشان داده شده است. الکترود اصلاح شده با نانولوله کربن فعاليت اکسايشي و کاهشي ضعيفي در اين محدوده از پتانسيل نشان مي‌دهد و جريان زمينه بيشتر ناشي از وجود نانلوله کربن در سطح است، بنابراين الکترود اصلاح شده با نانولوله کربن بستر مناسبي را براي فعاليت الکتروشيميايي کروسين فراهم مي آورد. همانطور که مي‌بينيم جدايي پيک کمتر از 20 ميلي ولت و ارتفاع پيک 82/0 ميکروآمپر و نسبت جريان آندي به کاتدي برابر با 7/0، در سرعت روبش 50 ميلي ولت بر ثانيه است. بنابراين فيلم اکسيد نانولوله کربن – کروسين رفتار الکتروشيميايي برگشت پذيري را نشان مي‌دهد شکل (3-4).

شکل (3-4): ولتاموگرام‌هاي چرخه‌اي الکترود CCE (a)، CCE/CNTs (b) و CCE/CNTs /Cro (c) در محلول 1/0 مولار بافر فسفات با pH برابر 7 در سرعت روبش 50 ميلي ولت بر ثانيه.
3-4- تأثير استفاده از نانولوله کربن در رفتار الکتروشيميايي کروسين جذب شده در سطح الکترود
براي بررسي تأثير نانولوله کربن بر رفتارالکتروشيميايي کروسين، ولتاموگرام‌هاي الکترود CCE/Cro و الکترود CCE/CNTs/Cro در شرايط ولتامتري يکساني با يکديگر مقايسه شدند، شکل(3-5). براي حالتي که الکترود کربن سراميک با کروسين رفتار الکتروشيميايي ضعيفي با ارتفاع پيک 02/0- ميکروآمپر و جدايي پيک حدود 22 ميلي ولت ديده مي‌شود. اين نتايج نشان مي‌دهد که کروسين در سطح الکترود کمتر جذب شده و رفتار برگشت پذيري کمتري دارد، يعني انتقال الکترون کمتر است (ولتاموگرامa).

شکل3-5: ولتاموگرام‌هاي چرخه‌اي براي (a) الکترودCCE/Cro ، (b) الکترود CCE/CNTs/Cro در محلول 1/0 مولار بافر فسفات با pH برابر 7 در سرعت روبش 50 ميلي ولت بر ثانيه.
براي الکترودCCE/CNTs/Cro (ولتاموگرامb) يک زوج پيک اکسايش و کاهش برگشت پذير با جدايي پيک 20 ميلي ولت و جريان پيک 22/0 ميکروآمپر در سرعت روبش 50 ميلي ولت بر ثانيه ديده مي‌شود. کاهش جدايي پيک آندي و کاتدي نشان دهنده مقاومت بسيار کم فيلم نانولوله کربن-کروسين تشکيل شده و تشکيل يک لايه نازک از کروسين در سطح الکترود است که باعث کاهش مقاومت انتقال بار شده است. افزايش زياد جريان پيک نيز مربوط به جذب مقدار زيادي مولکول‌هاي کروسين در سطح نانولوله کربن است و انتقال بار راحت تر بوسيله نانولوله انجام مي‌گيرد.
3-5- فعاليت الکتروشيميايي الکترود CCE/CNTs/Cro در سرعت‌هاي روبش مختلف
با ارزيابي رفتار الکتروشيميايي الکترود فوق در سرعت‌هاي روبش مختلف مي‌توان پارامترهاي سنتيکي را بدست آورد و کنترل جذب يا انتشاري بودن فرايند را مورد بررسي قرار داد.شکل(3-5) ولتاموگرامهاي چرخه‌اي الکترود اصلاح شده در سرعت‌هاي روبش 20 تا 100 ميلي ولت بر ثانيه در محلول 1/0 مولار بافر فسفات باpH برابر 2 را نشان مي‌دهد.

شکل3-6 : ولتاموگرام‌هاي چرخه‌اي الکترود CCE/CNTs/Cro در محلول 1/0 مولار بافر فسفات با pH برابر 2 در سرعت‌هاي روبش 20، 30، 40، 50، 60، 70، 80، 90، 100 ميلي ولت بر ثانيه (به ترتيب از داخل به خارج). در حاشيه شکل نمودار جريان پيک کاتدي و آندي بر حسب سرعت روبش و بر حسب جذر سرعت روبش را مشاهده مي کنيم.
همانطور که مي‌بينيم با افزايش سرعت روبش پتانسيل پيک‌هاي آندي و کاتدي تغييري نمي کند که نشان دهنده سنتيک سريع انتقال الکترون و عدم وجود محدوديت سنتيکي در انتقال الکترون است اما جريان پيک‌ها متناسب با افزايش سرعت روبش افزايش مييابند. در شکل (3-6) نمودار جريان پيک بر حسب سرعت روبش نشان داده شده است. با رسم اين نمودار در محدوده سرعت 20 تا 1000 ميلي ولت بر ثانيه خط راستي بدست مي آيد. خطي بودن جريان نسبت به سرعت روبش از مشخصات فرايندهاي جذب سطحي است و کنترل جذب سطحي بودن سرعت را در اين محدوده از سرعت روبش نشان مي‌دهد. اما همانطور که در اين شکل ديده مي‌شود در سرعت‌هاي روبش بالاتر از 2000 ميلي ولت بر ثانيه، جريان پيک کاتدي و آندي از حالت خطي خارج مي‌شود و در سرعت‌هاي روبش بالاتر از 5000 ميلي ولت بر ثانيه جريان متناسب باجذر سرعت روبش است، که اين امر نشان دهنده کنترل انتشاري بودن جريان در سرعت‌هاي روبش بالاست.
همانطور که که در شکل(1-1) ديده شد ضمن فرايند اکسايش و کاهش مولکول‌هاي کروسين انتقال پروتون نيز انجام مي‌شود. بنابراين در سرعت‌هاي روبش بالا جريان به وسيله انتشار يون‌هاي پروتون و الکتروليت به سطح الکترود کنترل مي‌شود که علت اين امر اين است که در سرعت‌هاي روبش بالا سرعت فرايند الکتروشيمي و جريان توليدي افزايش مي‌يابد و با توجه به ثابت بودن سرعت نفوذ يون‌هاي پروتون و يون‌هاي الکتروليت، پروتون‌ها و يون‌هاي الکتروليت نمي‌توانند متناسب با افزايش سرعت فرايند اکسايش و کاهش خود را هماهنگ کنند.

3-6- محاسبه ضريب انتقال بار و ثابت سرعت انتقال الکترون براي الکترود اصلاح شده
براي بدست آوردن پارامترهاي سنتيکي

دسته بندی : No category

دیدگاهتان را بنویسید