ساخت آپتا حسگر الكتروشيميايي حساس براي اندازه‌گيري يون جيوه(II) با استفاده از نانومواد بر پايه گرافن

Highly Sensitive Electrochemical Aptasensor for Determination of Mercury Ion Based on Graphene-Chitosan

مقادير اندك جيوه براي سلامت انسان و محيط زيست بسيار مضر است. حداكثر مقدار مجاز يون جيوه كه توسط آژانس حفاظت محيط زيست آمريكا و سازمان بهداشت جهاني تعيين شده است به ­ترتيب 10 و 30 نانومولار مي­باشد. بنابراين به روشي فوق العاده حساس براي اندازه ­گيري آن نياز است. روش­هاي سنتي نظير طيف سنجي و كروماتوگرافي با وجود كارامد بودن، به دليل هزينه­ هاي بالا و زمان طولاني آناليز و نياز به افراد متخصص مقرون به­صرفه نيستند. از اين رو يكي از چالش­هاي مهم و اساسي در اين زمينه پيدا كردن روش­ها و حسگرهاي مناسب براي اندازه گيري مقادير بسيار اندك يون جيوه است. از اين­رو، در كار حاضر، يك آپتاحسگر الكتروشيميايي حساس براي اندازه گيري كارآمد يون جيوه (II) طراحي شده است. در اين راستا،. اكسيد گرافن احياشده (rGO) به روش هامر سنتز شد و نانوكامپوزيت كيتوسان/ اكسيد گرافن احيا شده (rGO-Chit) براي تثبيت مولكول­هاي آپتامر در سطح الكترود كربن شيشه اي به كار گرفته شد. از روش­هاي طيف­سنجي تبديل فوريه مادون قرمز (FT-IR) و ميكروسكوپ الكتروني روبشي (SEM) و اسپكروسكوپي امپدانس الكتروشيميايي جهت مشخصه­يابي مواد و بررسي رفتار آپتاحسگر استفاده شده است. تحت شرايط بهينه، آپتاحسگر مبتني بر امپدانس الكتروشيميايي بسيار حساسي با حد تشخيص 94/0 نانومولار و گستره خطي 250-5/0 نانومولار ساخته شد. بررسي ها نشان دادند كه آپتاحسگر ساخته شده در مقايسه با ساير آپتاحسگرها، داراي كارايي بسيار مناسبي است و توانايي اندازه گيري يون جيوه در نمونه هاي حقيقي را دارا است.

Mercury is one of the most harmful pollutants. It is very dangerous for human health and environment even in very low concentration. The maximum allowable concentrations of mercury ions reported by the United States Environmental Protection Agency and world health organization are 10 and 30 nM, respectively. So, an ultra- sensitive method is required for mercury level measurement. Traditional methods such as chromatography and spectroscopy, despite of being practical, pose well-known problems. These methods are expensive and time-consuming. So, finding the new methods for determination of mercury ion is one of the most challenges for fabrication of sensitive mercury sensors. In the present work, very sensitive electrochemical aptasensor was fabricated for determination of mercury (II) ion. For this propose graphene oxide was synthesis by the modified hummer method and chitosan-reduced graphene oxide nanocomposite(Chit-rGO) were used for immobilization of mercury aptamer molecules on the surface of modified electrode.Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR), scanning electron microscopy (SEM) and electrochemical impedance spectroscopy were used for characterization of synthesized materials and investigation of aptasensor. Under optimal conditions, very sensitive aptasensor with detection limit of 0.94 nM and linear range of 0.5-250 nM was fabricated. Results show that fabricated aptasensor can be used for determination of mercury ion in real sample