طراحی الکترود حاوی نانو ذرات گرافن اکسید/اکسید روی /پلادیم جهت اندازه گیری یون نیتریت در سیب زمینی
Design of electrode containing graphene oxide/Zinc oxide and Palladium nano composite to detection of nitrite ions in potato
مجریان: پروین دهقان
خلاصه روش اجرا: برای اندازه گیری مقدار نیتریت، الکترودی براساس نانو ذرات گرافن اکساید و نانو ذرات اکسید روی و پلادیوم طراحی خواهد شد. برای این کار، ابتدا نانو ذره ای با استفاده از ذرات گرافن اکساید و نانو ذرات اکسید روی و پلادیوم سنتز خواهد شد. در مرحله بعد خواص ساختاری نانو ذره سنتز شده با استفاده از تصاویر XRD.SEM و TEM ارزیابی و در صورت تایید، نانوذره بر روی الکترود مورد نظر نشانده خواهد شد و سپس رفتار الکتروکاتالیتیکی الکترود حاصله با استفاده از روش ولتامتری ارزیابی و در نهایت ویژگی الکترود طراحی شده ارزیابی و نهایتا میزان حساسیت و ویژگی الکترود طراحی شده ارزیابی خواهد شد.
اطلاعات کلی طرح 
| مرحله جاری طرح | خاتمه قرارداد و اجرا |
| کد طرح | 62098 |
| عنوان فارسی طرح | طراحی الکترود حاوی نانو ذرات گرافن اکسید/اکسید روی /پلادیم جهت اندازه گیری یون نیتریت در سیب زمینی |
| عنوان لاتین طرح | Design of electrode containing graphene oxide/Zinc oxide and Palladium nano composite to detection of nitrite ions in potato |
| نوع طرح | طرح - پایان نامه |
| اولویت طرح | کنترل کیفیت مواد خوراکی و آشامیدنی |
| نوع مطالعه | طراحی / ارزشیابی تستها |
| تحقیق در نظام سلامت | بلی |
| آیا طرح پایاننامه دانشجویی است؟ | بله |
| مقطع پایان نامه | کارشناسی ارشد |
| مدت اجرا - ماه | 12 |
| نوآوری و ضرورت انجام تحقیق | امروزه با صنعتی شدن جوامع و تغییر شیوه زندگی مردم، استفاده از غذاهای فرآوری شده رشد فزاینده ای داشته است. علاوه بر این با توجه به شیوع بیماریهای مزمن نظیر چاقی ، دیابت و سرطانها ، متخصصین تغذیه تاکید ویژه ای بر مصرف سبزیجات، میوه ها و آب دارند. درحالیکه، در طی سالهای اخیر بواسطه مصرف بی رویه سموم، کودهای شیمیایی و استفاده از نگهدارنده های شیمیایی در تولید غذاها، نگرانی مصرف کنندگان در رابطه با مصرف این مواد غذایی افزایش یافته است. نیتریت و نیتراتها از جمله ترکیبات شیمیایی هستند که نقش ویژه ای در رابطه با سلامتی محصولات مذکور ایفا می نمایند. کودهای شیمیایی حاوی نیترات به وفور در کشاورزی جهت افزایش تولید محصول مورد استفاده قرار می گیرند که ضمن افزایش نیترات محصولات، به صورت غیر مستقیم باعث افزایش سطح نیترات در آب می گردند. بررسی ها نشان داده است که حدود 80% نیترات ورودی به بدن از طریق مصرف سبزیجات می باشد. نیترات در بدن تبدیل به نیتریت شده و در صورت ترکیب با آمینه های نوع اول و دوم ، نیتروزآمینها را تولید می نمایند که باعث ایجاد سرطان و افزایش فشار خون می گردند. با توجه به نقش نیتریتها و نیتراتها در ایجاد بیماری مزمن و حساسیت بالای سازمان های ذیربط در تعیین مقادیر این ترکیبات در منابع غذایی، شناسایی و تعیین مقادیر آنها بطور سریع، دقیق و اقتصادی مورد توجه قرار گرفته است. امروزه روشهای زیادی جهت شناسایی نیتریت وجود دارد. باید توجه داشت که روشهای موجود هریک به نوبه خود بسیار وقت گیر، پیچیده، گران و نیازمند اپراتور آموزش دیده جهت کار با دستگاههای مربوطه میباشد. در حال حاضر روش متداول اندازه گیری نیترات و نیتریت در استاندارد ایران، یک روش رنگ سنجی با اسپکتروفتومتر میباشد. این روش برای ارزیابی نیترات روشی وقت گیر )تقریبا 4-5 ساعت(، پیچیده و گران می باشد. همچنین در پروسه آماده سازی از فلز کادمیوم (استفاده از کادمیوم به صورت گرانوله با ظرفیت اسمی 25 میلی لیتر) برای احیا نیترات استفاده میشود که فلزی سمی و سرطان زا می باشد. این امر یک عامل مهاری در کنترل نیترات و نیتریت در مواد غذایی می باشد. بنابراین یافتن روشهای جایگزین با حساسیت بالا، زمان پاسخ دهی سریع و روش کار ساده تر می تواند این مشکل را مرتفع نماید. روش الکتروشیمیایی نسبتا ارزان، دارای حساسیت بالا و زمان پاسخ دهی سریع می باشد و نیاز به اپراتور آموزش دیده ندارد. استفاده از ورقه های گرافنی به همراه اکسیدهای فلزی، انتقال الکترون بین الکترود و آنالیت را تسریع نمایند، سطح را افزایش می دهد در نتیجه اکسیداسیون نیتریت تسریع میشود.مطالعات اخیر حاکی از کاربرد الکترودهای اصلاح شده با مواد کربنی به عنوان سنسورهای الکتروشیمیایی برای تعیین نیتریت می باشد . تفاوت الکترودها طراحی شده در نوع نانو ذرات کاربردی، ویژگی، حساسیت، سرعت و قدرت تشخیص می باشد. اغلب نانو ذرات کاربردی در مطالعات اخیر برپایه طلا و نقره می باشد. با توجه به اینکه فلز طلا، فلزگران قیمتی می باشد و الکترود طراحی شده از لحاظ هزینه بالا می باشد. طراحی الکترودهایی با نانوذرات کم هزینه و دردسترس (/اکسیدروی /پالادیم دارای قیمت پایین و در دسترس) می تواند قابلیت تجاری سازی این الکترودها را افزایش دهد. با توجه موارد مذکور و فقدان طراحی الکترودی با ترکیبی از سه نانوذره نامبرده (گرافن اکسید/اکسیدروی و پالادیم) جهت شناسایی نیتریت در نمونه های غذایی بر طبق مرور بر متون انجام یافته (نواوری طرح)، این مطالعه با هدف طراحی الکترود با نانو ذرات گرافن اکسید/اکسیدروی /پالادیم جهت اندازه گیری یون نیتریت در سیب زمینی طراحی گردید. |
| اهداف اختصاصی | سنتز نانو ذرات گرافن اکسید/اکسید روی/پلادیم و تعیین درصد بهینه گرافن اکسید/اکسید روی/پلادیم -بررسی ویژگی های ساختاری نانو ذرات سنتز شده گرافن اکسید/ اکسید روی /پلادیم -بررسی رفتار الکتروکاتالیتیکی الکترود حاوی گرافن اکسید/اکسید روی/ پلادیم -: ارزیابی حساسیت و ویژگی الکترود حاوی گرافن اکسید /اکسید روی /پلادیم |
| چکیده انگلیسی طرح | j........................................................................................................................................................... |
| کلمات کلیدی | نیتریت: نیتریت یک ماده بسیار واکنش پذیر است که می تواند در واکنش های شیمیایی متعددی شرکت کند. نیتریت به عنوان ترکیب اصلی مسئول ایجاد رنگ در گوشت عمل اوری شده می باشد (21) گرافن اکسید(Graphene oxide): گرافن ورقه ای دو بعدی از اتم های کربن در یک پیکر بندی شش ضلعی میباشد که اتم ها با هیبریداسیون SP2 به هم متصل شده اند(12, 13) اکسید روی (Zinc oxide): اکسید روی یک ماده نیم رسانای میباشد که به دلیل پایداری در جو هیدروژنی، قیمت پایین، غیر سمی بودن، ویزگی های نوری و پیزوالکتریک و رفتار الکتریکی این ماده مورد استفاده گسترده می شود (10) پالادیم((Palladium:از عناصر شیمیایی جدول نتاوبی است.نشان کوتاه آن Pd و عدد اتمی آن 46 است.پالادیم از فلزات گروه پلاتین است و نسبت به سایر فلزات این گروه کمترین چگالی و پایین ترین نقطه ذوب را دارد. نانو ذرات پالادیم دارای قدرت جذب سطحی بالای ترکیبات آلی و غیرآلی هستند. پلادیم پایداری قابل ملاحظه ای در درجه حرارت های بالا و در برابر اکسیداسیون دارد (11) کامپوزیت:ترکیبی از حداقل دو ذره متفاوت که میتواند خصوصیات را بهبود بخشد و نقاط ضعف را تقویت کند (22) SEM (Scanning electron microscope) : میکروسکوپ الکترونی روبشی یا SEM نوعی میکروسکوپ الکترونی است که قابلیت عکسبرداری از سطوح با بزرگنمایی ۱۰ تا ۵۰۰۰۰۰ برابر با قدرت تفکیکی کمتر از ۱ تا ۲۰ نانومتر (بسته به نوع نمونه) را دارد (23-25) XRD(X-ray powder diffraction) : پراش اشعه ایکس یا همان XRD تکنیکی قدیمی و پرکابرد در بررسی خصوصیات کریستالها میباشد. در این روش از پراش اشعه ایکس توسط نمونه جهت بررسی ویژگیهای نمونه استفاده میشود(22-24) TEM (Transmission electron microscopy): میکروسکوپ الکترونی عبوری یا TEMنوعی میکروسکوپ الکترونی است که در آن پرتویی از الکترونها از یک نمونه فوقالعاده نازک عبور میکنند و در اثر تعامل الکترونهای عبوری با نمونه تصویر تشکیل میشود (22-24) دستگاه CV : منظور از دستگاه CV ، Cyclice Voltammetry میباشد که نتایج فرایند اکسایش-کاهش مولکول هدف را برروی نمودار ولتا گرام نمایش میدهد(26) نظام سلامت |
| ذینفعان نتایج طرح | در صورتی که امکان طراحی الکترود با نانو ذرات گرافن اکسید/اکسید روی /پلادیم جهت اندازه گیری یون نیتریت فراهم گردد و الکترود طراحی شده دارای حساسیت و ویژگی کافی جهت تعیین یون نیتریت باشد. می توان الکترود مذکور را به صورت انبوه طراحی و به عنوان یک ابزار ساده و در دسترس به سازمانهای ذیربط، بویژه واحدهای تولیدی که امکان تهیه دستگاه اسپکتوفوتومتر برای آنها وجودندارد معرفی کرد. |
اطلاعات مجری و همکاران
| نام و نامخانوادگی | سمت در طرح |
|---|---|
| پروین دهقان | استاد راهنمای اول (آموزشی ) |
| بهارک دیوبند | مشاور |
| امیرحسین مرادی | دانشجوی مالک پایان نامه |
| آرزو اکبری | همکار اصلی |
اطلاعات تفضیلی
| حوزه خبر | خبر |
|---|---|
| رسانه ها و مردم | عنوان خبر متن خبر |
| متخصصان و پژوهشگران | عنوان خبر الکترود اصلاح شده با اکسید گرافن/ اکسید روی/پالادیوم دارای حساسیت و دقت بالا در اندازه گیری یون نیتریت در مقایسه با روش های اسپکتروفترومتری می باشدمتن خبر در طی سالهای اخیر بواسطه مصرف بی رویه سموم، کودهای شیمیایی و استفاده از نگهدارنده های شیمیایی در تولید غذاها، نگرانی مصرف کنندگان را در رابطه با سلامت مواد غذایی افزایش داده است. در این راستا، کنترل سریع و دقیق نیترات ها و نیتریت ها با الکترودهای اصلاح شده ،به عنوان یکی از ترکیبات شیمیایی تاثیر گذار در ایجاد بیماریهای مزمن، مورد توجه قرارگرفته اند. در این راستا، طراحی الکترود اصلاح شده با نانوکامپوزیت اکسید گرافن/ اکسید روی/پالادیوم مورد بررسی قرار گرفت. این الکترود، در غلظت 63 میکرومولار و pH برابر با 1 منجر به دریافت بهترین نتایج، با حد تشخیص شده 2/39 میکرومولار گردید. انتخابپذیری الکترود در حضور یون های مزاحم (نیترات، سولفات و گلوکز) قابل قبول بود و نتایج حاصله از الکترود در نمونه واقعی 3/12± 98/85 mg/kg بود که قابل مقایسه با روش استاندارد اسپکتروفتومتری( 603± 2.01 mg/kg ) می باشد. این الکترود احتمالا بتواند جایگزین روش اسپکتروفتومتری گردد. |
| سیاستگذاران درمانی | عنوان خبر متن خبر |
| سیاستگذاران پژوهشی | عنوان خبر متن خبر |
| لینک (URL) مقاله انگلیسی مرتبط منتشر شده 1 |
