فایل مقایسه انتقال الکترون آنزیم کولین اکسیداز توسط سه نوع نانولوله کربنی

توضیحات

فایل مقایسه انتقال الکترون آنزیم کولین اکسیداز توسط سه نوع نانولوله کربنی
این پایان نامه در قالب فرمت word قابل ویرایش ، آماده پرینت و ارائه به عنوان پروژه پایانی میباشد
چکیده
کولین از اجزاء سازنده فسفولیپیدها است و نقش مهمی در متابولیسم چربی ها دارد. هم­چنین، برای تشکیل استیل کولین، که در انتقال تکانه­های عصبی نقش دارد، ضروری است. کمبود یا افزایش کولین در بدن موجب ایجاد عوارض و بیماری در انسان می­گردد؛ بنابراین، تشـخیص میزان آن در بدن ضروری به نظر می­رسد. برای تشخیص کولین، اغلب از زیست حسگرهای الکتروشیمیایی مبتنی بر آنزیم کولین اکسیداز استفاده می­شود. از آنجایی که گروه ردوکس آنزیم در داخل آن مدفون است، برای ساخت حسگر الکتروشیمیایی با استفاده از آن بایسـتی از الکترودهای اصـلاح شده با عواملی مانند کامپـوزیت­های نانولوله­های کربنی/مایع یونی استفاده کرد. در این تحقیق، از سه نوع نانولوله کربنی بمبو مانند، چند جداره و تک جداره برای این منظور استفاده شد و نتایج با هم مقایسه شد. مایع یونی مورد استفاده 1- آلیل 3- متیل ایمیدازولیوم بروماید بود.
پارامترهای الکتروشیمیایی از جمله ثابت انتقال الکترون ظاهری ks به وسیله ولتامتری چرخه­ای به دست آمد. مقدار ks برای نانولوله‌های بمبو مانند، چند جداره و تک جداره به ترتیب s-1 11/23، s-1 75/1 و s-1 49/1 بود. در مرحله بعد، پارامترهای آنالیتیکی زیست حسگر برای تشخیص کولین به دست آمد. حد تشخیص در مورد زیست حسگرهای ساخته شده با نانولوله های کربنی بمبو مانند، چند جداره و تک جداره به ترتیب Mµ 28/0، Mµ 08/3 و Mµ 97/1 بود. محدوده خطی این سه زیست حسگر طراحی شده به ترتیب mM 1-10×0/7-3-10×2/1 برای نانـولوله­های بمـبو، mM 1-10×8/2-2-10 ×2/1 و mM 1-10×3-1-10×3/1 در مورد نانولوله­های چند جداره و mM 1-10×9/5-1-10×9/1 و 2-10×4/6-2-10×2/1 برای نانولوله­های تک جداره به دست آمد. حساسیت این سه زیست­حسگر μA/mM.cm2 294 در مورد بمبو، μA/mM.cm2 67/51 و μA/mM.cm276/136 در مورد نانولوله چند جداره و μA/mM.cm226/45 و μA/mM.cm213/56 در مورد نانولوله تک جداره محاسبه شد. نتایج حاصل نشان داد که زیست­حسگر طراحی شده با استفاده از نانولوله کربنی بمبو مانند فعالیت الکترو کاتالیزوری و انتقال الکترون مستقیم بهتری دارد.
واژه گان کلیدی
نانولوله کربنی، آنزیم کولین اکسیداز، مایع یونی و انتقال الکترون مستقیم
فصل اول 1
1-1 .آنزیم کولین اکسیداز 2
1-1-1. معرفی آنزیم.. 2
1-1-2. تاریخچه.. 2
1-1-3. واکنش آنزیمی.. 3
1-1-4. جایگاه فعال آنزیم.. 3
1-1-5. اهمیت مطالعه.. 4
1-2. زیست حسگر 7
1-2-1. نسل اول.. 8
1-2-2. نسل دوم.. 9
1-2-3. نسل سوم.. 10
1-3. تکنیک‌های الکتروشیمیایی 10
1-3-1. ولتامتری یا آمپرومتری.. 10
1-3-2. ولتامتری چرخه‌ای.. 11
1-3-3.کرونو آمپرومتری.. 12
1-4. نانولوله‌های کربنی 13
1-4-1. معرفی.. 13
1-4-2. ساختار.. 13
1-4-3. خواص ویژه نانولوله‌های کربنی.. 14
1-4-4. انواع نانولوله‌های کربنی.. 15
1-4-5. سنتز نانولوله‌های کربنی.. 19
1-4-5-1. قوس الکتریکی.. 19
1-4-5-2. سایش لیزری.. 20
1-4-5-3. رسوب دهی با بخار شیمیائی.. 21
1-4-6. خالص سازی نانولوله‌های کربنی 23
1-4-6-1. اکسیداسیون.. 23
1-4-6-2. اسید کاری.. 24
1-4-6-3.آنیل کردن.. 24
1-4-6-4. استفاده از ارتعاشات مافوق صوت.. 24
1-4-6-5. تصفیه مغناطیسی.. 25
1-4-6-6. میکروفیلتراسیون.. 25
1-4-7. عامل­دار کردن نانولوله‌های کربنی 25
1-4-7-1. ضرورت عامل­دار کردن نانولوله­ها و روش­های آن.. 26
1-4-7-2. روش‌های تائید عامل­دار شدن نانولوله‌ها.. 27
1-4-7-2-1. طیف سنجی رامان.. 27
1-4-7-2-2. طیف سنجیFT-IR.. 30
1-5. استفاده از مایعات یونی به عنوان پایدار کننده‌ها 31
1-6. هدف از انجام پژوهش: 34
فصل دوم.. 36
مواد و روش­ها.. 36
2-1. مواد.. 37
2-2. تجهيزات و دستگاه­ها: 38
2-3-1. عامل­دار کردن نانولوله‌ها 39
2-3-2. تهیه سوسپانسیون نانولوله کربنی.. 40
2-3-3. آماده سازی الکترود.. 40
2-3-4. روش تثبیت.. 41
2-3-5. مطالعات ولتامتری فیلم پروتئین 41
2-3-6. اندازه گیری فعالیت آنزیم 42
2-3-7. تهیه تصاویر میکروسکوپ الکترونی 43
فصل سوم.. 44
نتایج.. 44
3-1. میزان عامل­دار شدن نانولوله‌ها 45
3-2. مورفولوژی سطح الکترودهای اصلاح شده با نانولوله‌ها 50
3-3 . انتقال الکترون مستقیم آنزیم روی الکترودهای اصلاح شده با نانولوله 55
3-4. ميزان برگشت پذيری واکنش اکسيد و احياء آنزيم 57
3-5. میزان آنزیم الکترواکتیو روی الکترودهای اصلاح شده با نانولوله­ها.. 57
3-6. تثبیت موثر آنزیم بر نانولوله‌های کربنی 58
3-7. سرعت انتقال الکترون آنزیم تثبیت شده بر نانولوله و مایع یونی 61
3-8. فعالیت الکتروکاتالیزوری آنزیم روی الکترودهای اصلاح شده با نانولوله‌های کربنی 63
فصل چهارم.. 66
بحث و پیشنهادات.. 66
4-1. عامل­دار شدن نانولوله­ها 67
4-2. مقایسه پارامترهای آنالیتیکی حسگرهای طراحی شده با سه نوع نانولوله کربنی 69
4-2-1. محدوده خطی.. 70
4-2-2. حساسیت.. 71
4-2-3. حد تشخیص.. 72
4-3. مقایسه انتقال الکترون آنزیم 72
4-3-1. میزان آنزیم الکتروفعال تثبیت شده روی نانولوله‌های کربنی 73
4-3-2.ثابت سرعت ظاهری الکترون (ks).. 74
4-3-3. مقایسه میزان تغییرات پتانسیل فرمال در سه نوع زیست حسگر 75
4-4. نتیجه گیری 77