ساخت نانوحسگر اندازه‌گیری اگزالیک اسید

به گزارش خبرگزاری آنا به نقل از روابط عمومی ستاد نانو، اگزالیک اسید، در بدن به اگزالات تبدیل شده و با چسبیدن به کلسیم موجود در بدن، مانع از رسوب کلسیم در استخوان‌ها می‌شود. به عبارتی، این پدیده موجب دفع کلسیم از بدن خواهد شد. همچنین این ماده می‌تواند به آسانی با کلسیم و منیزیم ترکیب شده و به شکل نمک‌های کم محلول درآمده و منجر به تشکیل سنگ‌های اگزالاتی در کلیه و مثانه شود. بنابراین، ارائه روشی برای تشخیص و اندازه‌گیری دقیق و آسان اگزالیک اسید در نمونه‌های غذایی، دارویی و زیستی از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است.

دکتر جهانبخش رئوف، در خصوص پژوهش انجام شده توسط این گروه بیان کرد: «در این تحقیق سعی شد تا با ارائه یک روش ساده و ارزان، ترکیبی نانومتخلخل تهیه شود. هدف از ساخت این ترکیب، به کارگیری آن در ساخت یک حسگر الکتروشیمیایی برای اندازه‌گیری ولتامتری اگزالیک اسید در نمونه‌های طبیعی بود».

حسگر الکتروشیمیایی پیشنهادی به روشی ساده و کم هزینه تولید شده و به دلیل ویژگی‌های ذاتی الکترود خمیر کربن و خصوصیات کاتالیستی ترکیب نانومتخلخل سیلیکایی Pd-SBA-15 به کار رفته در ساخت آن، دقت بالایی در اندازه‌گیری الکتروشیمیایی اگزالیک اسید از خود نشان داده است. تکرارپذیری و پایداری مناسب از دیگر مزایای این حسگر به شمار می‌رود.

رئوف در ادامه افزود: «حد تشخیص این حسگر در حدود 0/4 میکرومولار است. همچنین از این حسگر به طور موفقیت‌آمیزی برای اندازه‌گیری اگزالیک اسید در نمونه‌های حقیقی، از جمله آب گوجه فرنگی و پیاز استفاده شد. با مقایسه نتایج حاصل از روش پیشنهادی با روش تیتراسیون منگانیمتری، به عنوان روش استاندارد موجود برای اندازه‌گیری اگزالیک اسید، مشخص شد که تفاوت معنی‌داری بین صحت و دقت روش پیشنهادی و روش استاندارد وجود ندارد».

همانگونه که اشاره شد، در ساخت این حسگر از ترکیب نانومتخلخل سیلیکایی SBA-15 استفاده شده است. این نانوساختار از مزایایی همچون پایداری حرارتی بالا و مساحت سطح زیاد برخوردار است که آن را به گزینه مناسبی برای کاربرد کاتالیستی جهت ساخت این حسگر شیمیایی تبدیل کرده است. از طرفی عناصر پلاتین و پالادیوم بالاترین فعالیت کاتالیستی را در واکنش‌های الکتروشیمیایی از خود نشان می‌دهند. با به کار بردن نانو ذرات، این عناصر و پخش آنها روی بسترهای کم هزینه، حسگرهای الکتروشیمیایی ارزان‌قیمت با حساسیت و دقت بالا برای کاربردهای صنعتی و بیولوژیکی تولید می‌شود.

در روند این مطالعات، توزیع اندازه تخلخل ترکیب نانو متخلخل SBA-15 ناخالص شده با پالادیوم(Pd)، با استفاده از ایزوترم واجذب گاز نیتروﮊن تعیین شد. طبق نتایج میانگین اندازه تخلخل ترکیب Pd-SBA-15 سنتز شده در این کار تحقیقاتی کمتر از 10 نانومتر است. همچنین، ریخت شناسی سطح این حسگر توسط روش‌های XRD و SEM مشخص شده است.

نتایج این کار تحقیقاتی در مجله Sensors and Actuators B (جلد 207، سال 2015، صفحات 291 تا 296) به چاپ رسیده که حاصل همکاری مشترک دکترجهانبخش رئوف، عضو هیئت علمی دانشگاه مازندران، دکتر فرشته چکین، عضو هیئت علمی دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات آیت‌الله آملی و وحید احسانی، کارشناس ارشد نانو شیمی دانشگاه مازندران است.