تشخيص اتانول بواسطه الكترود الكل دهيدروژناز اصلاح شده با آنتراكوئينون و نانولوله هاي كربني چند ديواره كربوكسيل دار

Detection of Ethanol by Alcohol Dehydrogenase Modified Electrode with Anthraquinone and Carboxylated Multiwalled Carbon Nanotubes

سنجش اتانول برپايه توليد سيگنال از نيكوتين آميد آدنين دي نوكلوتيد NAD كه اساس فعاليت آنزيم است توليد مي شود. آنتراكوئينون 2 كربوكسيليك اسيد AQ بعنوان حدواسط انتقال الكترون به NAD از آنزيم الكل دهيدروژنازADH متصل مي شود تا انتقال الكترون به سطح تسهيل گردد. همچنين نانولوله هاي كربني چند ديواره كربوكسيله با هدايت الكتريكي بالا MWCNT قادر مي سازد كه پروتئين را برروي سطح گسترده تثبيت شود. براين اساس MWCNT ها را در ابتدا بواسطه عامل اكسنده نيتريك اسيد 65 و امواج التراسونيك بصورت كربوكسيله عامل دار شدند. مطالعات طيف سنجي فروسرخ و ميكروسكوپ الكتروني SEM عامل دار شدن MWCNT را تاييد مي كند. فعاليت الكتروكاتاليتيكي جهت احياي NAD توسطAQ و MWCNT با قابليت اكسيدواحيا ارتقا يافته است. اتصال كوالان بين گروه كربوكسيليك اسيد از آنتراكوئينون يا نانولوله هاي كربني با گروه آمين از NAD صورت مي گيرد. الكترود CNT/AQ-NAD/ADH پاسخ هاي آمپرومتري جهت تشخيص اتانول در شرايط بهينه در محدوده خطي بين 34/3 تا بالاي 22/8 ميكرو مولار توليد مي كند. اين الكترود ولتاموگرام هاي شبه برگشت پذير را در 0/562- و 0/488- ولت نشان مي دهد. تهيه الكترود CNT/AQ-NAD دستاوردي جهت زيست حسگرهاي الكتروشيميايي مبتني بر دهيدروژناز ها مي باشد.

The detection of ethanol is based on the signal produced by nicotinamide adenine dinucleotide NAD, the product of the enzymatic reaction. Anthraquinone 2-carboxylic acid AQ as electron shuttling mediator was attached to NAD of alcohol dehydrogenase ADH to facilitate the electron transferring. Also, multiwalled carbon nanotubes MWCNTs for the high electrical conductivity, MWCNTs capability for functionalization and large surface were used as carriers for protein immobilization. Based on, MWCNTs at first were functionalized with carboxyl groups by oxidation with nitric acid 65 and ultrasonic dispersion. FTIR and SEM studies confirm the formation of carboxylic acid functionalized MWCNTs. The electrocatalytic activities of AQ and MWCNT improve towards the reduction of NAD. Covalent attachment of carboxylic acid of anthraquinone molecules and carboxylic acid functionalized MWCNTs to the amine group of NAD established. The CNT/AQ-NAD/ADH electrode was applied for amperommetric sensing of ethanol in the linear concentration range from 3.34 up to 22.8 µM at optimum conditions and specifically, the attached ADH on NAD-AQ/CNT/GC electrode showed quasi-reversible cyclic voltammogram with the formal potential of -0.562 and -0.488V. The CNT/AQ-NAD electrode represents a general approach to the development of dehydrogenases-based electrochemical biosensors.