تهیه و شناسایی پلیایندول/ نانوذره‌های نقره و استفاده از آن در طراحی حسگر الکتروشیمیایی ال-سیستئین

نوع مقاله : پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار دانشگاه الزهراء (س)، دانشکده فیزیک و شیمی، گروه شیمی،تهران، ایران

2 کارشناسی ارشد گروه شیمی، دانشکده فیزیک و شیمی، دانشگاه الزهراء (س)، تهران، ایران

3 دانشجوی دکترای شیمی، دانشکده فیزیک و شیمی، دانشگاه الزهراء (س)، تهران، ایران

چکیده

در این پژوهش، یک حسگر الکتروشیمیایی مؤثر برای اندازه‌گیری سریع ال-سیستئین بر مبنای الکترود کربن شیشه‌ای اصلاح‌شده با پلیایندول/ نانوذره‌های نقره ارائه‌شده است. نانوفیبرهای پلی ایندول با روش ولتامتری چرخه‌ای در سطح الکترود شیشه‌ای کربن تهیه شدند. سپس، نانوذره‌های نقره روی این نانوفیبرها با روش اعمال پتانسیل ثابت نشانده شدند. ساختار ویژگی‌های سطحی الکترود اصلاح‌شده با استفاده از تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی، پراش پرتو ایکس و طیف‌سنجی تبدیل فوریه فروسرخ تأیید شد. بررسی الکتروشیمیایی نشان داد که پلی‌ایندول/ نانوذره‌های نقره کارایی بسیار خوبی نسبت به اکسایش الکتروکاتالیستی ال-سیستئین در محلول بافر فسفات (7 =pH) دارد. پاسخ الکترود کربن شیشه‌ای/ پلی‌ایندول/ نانوذره‌های نقره نسبت به ال-سیستئین در گستره غلظتی 01/0 تا 10 میلی مولار خطی بود که حد تشخیص در نسبت نشانک/نوفه برابر با 3، 7/5 میکرومولار به‌دست آمد. افزون براین، حسگر پایداری و تکرارپذیری خوبی را نشان داد. کاربرد حسگر پیشنهادی برای بررسی ال-سیستئین در سرم خون انسان موفقیت‌آمیز بود.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Synthesis and characterization of polyindole/silver nanoparticles nanocomposite and its application in the design of electrochemical sensor L-Cysteine

چکیده [English]

In this study, an effective electrochemical sensor for the rapid measurement of L-cysteine based on glassy carbon electrode modified with polyindole/silver nanoparticles nanocomposite is presented. Polyindole nanofibers were synthesized by cyclic voltammetry method at the glassy carbon electrode surface, and then silver nanoparticles were deposited on these nanofibers using a constant potential method. Surface morphology and characterization of the modified electrodes were confirmed by field emission scanning microscopy (FE-SEM), X-ray diffraction (XRD), Raman, and FT-IR spectroscopies. The electrochemical investigation showed that the polyindole/silver nanoparticles had very good efficiency with respect to the electrocatalytic oxidation of L-cysteine in phosphate buffer solution (pH = 7.0). The response of the glassy carbon electrode/polyindole/silver nanoparticles to L-cysteine was linear in the concentration range of 0.01-10 mM. The detection limit was obtained at signal/noise=3, 5.7 μM. In addition, the sensor showed good stability and repeatability. The application of the proposed sensor for the analysis of L-cysteine in human serum was successful.

کلیدواژه‌ها [English]

  • sensor
  • Glassy carbon electrode
  • L-cysteine
  • Polyindole
  • silver nanoparticles
[1] Droge, W.; Eck, H.P.; Gmunder, H.; Mihm, S.; The American Journal of Medicine 91, 140-144, 1991.
[2] Goodman, M.T.; McDuffie, K.; Hernandez, B.; Wilkens, L.R.; Selhub, J.; Cancer 89, 376-382, 2000.
[3] Lang, C.A.; Mills, B.; Mastropaolo, W.; Liu, M.C.; Journal of Laboratory and Clinical Medicine 135, 402-405, 2000.
[4] Liu, X.S.; Kim, C.N.; Pohl, J.; Wang, X.; Journal of Biological Chemistry 271, 13371-13376, 1996. 
[5] Ros-Lis, J.V.; Garcia, B.; Jimenez, D.; Martinez-Manez, R.; Sancenon, F.; Soto, J.; Gon-zalvo, F.; Valldecabres, M.C.; Journal of the American Chemical Society 126, 4064-4065, 2004. 
[6] Chen, B.; Wang, L.; Xiao, Y.; Angewandte Chemie International Edition 48, 500-503, 2009. 
[7] Hart, J.P.; Hartley, I.C.; Analyst 119,259-263, 1994. 
[8] Razmi, H.; Heidari, H.; Analytical Biochemistry 388, 15-22, 2009. 
[9] Kulys, J.; Drungiliene, A.; Analytica Chimica Acta 243, 287-292, 1991. 
[10] Dhanalakshmi, K.; Saraswathi, R.; Journal of Materials Science 36, 4107-4115, 2001. 
[11] Tourillon, G.; Garnier, F.; Journal of Electroanalytical Chemistry 135, 173-178, 1982. 
[12] Garnier, F.; Tourillon, G.; Gazard, M.; Dubois, J.C.; Journal of Electroanalytical Chemistry 148, 299-303, 1983.
[13] Zhijiang, C.; Chengwei, H.; Journal of Power Sources 196, 10731-10736, 2011. 
[14] Pandey, P.C.; Prakash, R.; Journal of the Electrochemical Society145, 4103-4107, 1998.
[15] Pandey, P.C.; Prakash, R.; Journal of the Electrochemical Society 145, 999-1003, 1998. 
[16] Seo, M.; Kim Lee, J.G.; Kim, S.B.; Koo, S.M.; Thin Solid Films 616, 366-374, 2016.
[17] Vignesh, V.; Felix Anbarasi, K.; Karthikeyeni, S.; Sathiyanarayanan, G.; Subramanian, P.; Thirumurugan, R.; Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects 439, 184-192, 2013. 
[18] Jebakumar, T.; Edison, I.; Sethuraman, M.G.; Process Biochemistry 47,1351-1357, 2012. 
[19] Kruis, F.; Fissan, H.; Rellinghaus, B.; Materials Science and Engineering: B 69, 329-334, 2000. 
[20] Hsieh, C.T.; Pan, C.; Chen, W.Y.; Journal of Power Sources 196, 6055-6061, 2011.
[21] Starowicz, M.; Stypuła, B.; Banaś, J.; Electrochemistry Communications 8, 227-230, 2006. 
[22] Raoof, J.B.; Ojani, R.; Hasheminejad, E.; Rashid-Nadimi, S.; Applied Surface Science 258, 2788-2795, 2012. 
[23] Yan, W.; Feng, X.; Chen, X.; Hou, W.; Zhu, J.J.; Biosensors and Bioelectronics 23,925-931, 2008.
[24] Bouazza, S.; Alonzo, V.; Hauchard, D.; Synthetic Metals 159, 1612-1619, 2009. 
[25] Babu, K.; Dhandapani, P.; Maruthamuthu, S.; Kulandainathan, M.A.; Carbohydrate Polymers 90, 1557-1563, 2012. 
[26] Rajasudha, G.; Rajeswari, D.; Lavanya, B.; Saraswathi, R.; Annapoorni, S.; Mehra, N.C.; Colloid and Polymer Science 283, 575-582, 2005. 
[27] Yang, X.; Li, L.; Shang, S.; Pan, G.; Yu, X.; Yan, G.; Materials Letters 64, 1918-1920, 2010.
[28] Salimi, A.; Hallaj, R.; Talanta 66, 967-975, 2005. 
[29] Santhiago, M.; Lima, P.R.; Santos, W.; De, J.R.; Kubota, L.T.; Sensors and Actuators B: Chemical 146, 213-220, 2010.
[30] Nekrassova, O.; Lawrence, N.S.; Compton, R.G.; Electroanalysis 15, 1655-1660, 2003. 
[31] Sattarahmady, N.; Heli, H.; Analytical Biochemistry 409, 74-80, 2011.
[32] Gallo, C.M.; Pires, B.M.; Toledo, K.C.F.; Jannuzzi, S.A.V.; Arruda, E.G.R.; Formiga, A.L.B.; Bonacin, J.A.; Synthetic Metals198, 335-339, 2014. 
[33] Hsiao, Y.; Su, W.; Cheng, J.; Cheng, S.; Electrochimica Acta 56, 6887-6895, 2011. 
[34] Geng, D.; Li, M.; Bo, X.; Guo, L.; Sensors and Actuators B: Chemical 237, 581-590, 2016. 
[35] Dong, Y.P.; Pei, L.Z.; Chu, X.F.; Zhang, W.B.; Zhang, Q.F.; Electrochimica Acta, 55 5135-5141, 2010.
[36] Abbaspour, A.; Ghaffarinejad, A.; Electrochimica Acta 53, 6643-6650, 2008.
[37] Spartaru, N.; Sarada, B.V.; Popa, E.; Tryk, D.A.; Fujishima, A.; Analytical Chemistry 73, 514-519, 2001.