Index
ورود کاربر
Telegram RSS ارسال به دوستان نسخه چاپی ذخیره خروجی XML خروجی متنی خروجی PDF
کد خبر : 138554
تاریخ انتشار : 8 آذر 1388 0:0
تعداد مشاهدات : 461

به همت پژوهشگران دانشگاه صنعتي اميرکبير

ساخت انواع جديد پليمرهاي قالب مولكولي و حسگرهاي الكتروشيميايي

پليمرهاي قالب مولكولي براي استفاده در حسگرهاي شيميايي دارورساني، جداسازي مواد و اندازه گيري دارو توسط پژوهشگران گروه مستقل شيمي دانشگاه صنعتي اميركبير توليد شد...
پليمرهاي قالب مولكولي براي استفاده در حسگرهاي شيميايي دارورساني، جداسازي مواد و اندازه گيري دارو توسط پژوهشگران گروه مستقل شيمي دانشگاه صنعتي اميركبير توليد شد. اين مواد كه به آنها آنتي بادي هاي مصنوعي هم گفته مي شود به گونه اي ساخته مي شوند كه با توجه به ويژگي هاي مولكولي مواد ، به شكل قالب آنها در مي آيند و فقط ماده مورد نظر را جذب مي كنند. از اين رو پليمر قالب مولكولي نام گرفته اند. برتري هايي مانند گزينش پذيري، آزادي عمل براي طراحي مولكولي، پايداري مكانيكي و شيميايي، سادگي و ارزان قيمت بودن باعث شده است تا در اين زمينه تحقيقات گسترده اي انجام شود كه موجب توسعه كاربردهاي اين فن آوري شده است. در اين طرح و براي بومي سازي اين دانش از روش هاي مختلف پليمريزاسيون1 شامل توده اي، روسوبي و ميني اموليسيون استفاده مي شود و با توجه به متغيرهاي فراواني كه در اين واكنش ها وجود دارد در چهار سال گذشته براي 10 داروي مهم از جمله دي پريدامود ، ترامادو ، كربامازپي ، برم هگزين و كلرا مفنيكل ، پليمرهاي ويژه آنها ساخته شد. كاربرد پليمرهاي ساخته شده در اين طرح در چند بخش شامل طراحي و ساخت حسگرهاي نوري و الكتروشيميايي و همچنين جداسازي و اندازه گيري مقادير بسيار جزئي از اين داروها در خون يا بافت هاي ديگر است. با استفاده از پليمرهاي قالب مولكولي مي توان صد تا هزار برابر بهتر از روش هاي معمول آزمايشگاهي، غلظت مواد موردنظر در خون يا ادرار را اندازه گيري كرد. بايد اشاره کرد که تجربه پژوهشگران اين دانشگاه در ساخت ده نوع پليمر قالب مولكولي موجب فراهم شدن دانشي شده است كه آنها را در راه ساخت انواع ديگر پليمرهاي قالب مولكولي، متناسب با نياز مراكز تحقيقاتي، صنعتي و پزشكي توانمند مي كند. كاربرد ديگر اين پليمرهاي هوشمند را مي توان در دارو رساني براي رهاسازي كنترل شده دارو به سلول هاي خاص ذكر كرد که اين كاربرد هم اكنون در مراكز تحقيقاتي دنيا در حال بررسي است. طرح پليمرهاي قالب مولکولي از مسائل تحقيقاتي مهم يك دهه اخير در مراكز علمي به شمار مي رود. که در ايران تاكنون از تحقيقات انجام شده در اين طرح 24 مقاله علمي شامل 7 مقاله آي اس اي تهيه شده است. از پليمرهاي قالب مولكولي در ساخت حسگرهاي شيميايي استفاده مي کنند که همين گروه از پژوهشگران دانشگاه صنعتي اميرکبير به سرپرستي مهران جوانبخت و همکاري پژوهشگران دانشگاه تهران موفق شدند با ارائه روشي بسيار موثر براي اصلاح الکترودهاي کربني، طول عمر آنها را تا 12 ماه افزايش دهند و يون نقره را در حد پيکومولار2 اندازه گيري كنند. يکي از مهمترين روش ها براي اصلاح تركيبات جامد متخلخل و افزايش گزينش پذيري آنها، عامل دار كردن به وسيله تركيبات آلي است. اين مواد متخلخل عامل دار براي مواردي همچون کاتاليست ها3، فرايند جداسازي، اصلاح شيميايي حسگرهاي شيميايي و غيره استفاده مي شوند. انتخاب درست ويژگي هاي آنها مثل اندازه حفره ها، خصوصيات و تركيب شيميايي سطح از فاكتورهاي مهم در تهيه اين هيبريدهاي آلي- معدني است. در روش هاي نويني که براي تهيه سيليکاژل هاي4 متخلخل به کار مي رود، توزيع اندازه حفره ها بين 2 تا 10 نانومتر مي شود. اين نانوحفره ها باعث ايجاد سطح مخصوص بالا در حدود 500 تا 1500 متر مربع بر گرم و در نتيجه خواص منحصر به فرد در اين مواد مي شود. دکتر مهران جوانبخت و همكارانش طي پژوهشي با طراحي و ساخت يک الکترود خمير کربن اصلاح شده شيميايي با سيليکاژل نانومتخلخل (15 - SBA ) عامل دار موفق شدند ، مقدار يون نقره را به روش ولتامتري عريان سازي پالس تفاضلي در حد پيکومولار اندازه گيري كنند. اين روش نسبت به تمامي روش هاي موجود، حد تشخيص پايين تري دارد. در اين پژوهش، اندازه گيري يون نقره به روش ساده اي با ساخت يک الکترود اصلاح شده بر پايه مواد نانوساختار انجام شده است که رفتار بسيار متمايزي در حد تشخيص نشان مي دهد. در بسياري از موارد اندازه گيري هاي با حد تشخيص بسيار پايين در صنايع بسيار اهميت دارد. به عنوان مثال مقدار يون نقره در آب اقيانوس ها و درياها در حد پيکومولار است که با هيچ روش دستگاهي به طور مستقيم قابل اندازه گيري نيست و فقط با روش پيشنهادي قابل اندازه گيري است. از طرفي اندازه گيري مقادير بسيار کم کاتيون ها در سيستم هاي بيولوژيکي نيز بسيار حائز اهميت است و با روش پيشنهادي اين امر امكان پذير مي شود. به طور کلي از حسگرهاي الکتروشيميايي در آزمايشگاه هاي صنايع دارويي، پزشکي، شيميايي، محيط زيستي، دفاعي و آب و فاضلاب ، از اين الکترودها استفاده مي کنند. هدف اصلي در گرايش شيمي تجزيه، جداسازي، شناسايي و اندازه گيري تركيبات مختلف از يك گونه خاص است. در مبحث الكتروشيمي كه يكي از مباحث اين گرايش است از حسگرها براي اندازه گيري گونه هاي خاص استفاده مي شود. حسگرها شامل انواع مختلفي هستند كه حسگرهاي الكتروشيميايي با استفاده از پتانسيل الكتريكي قادر به اندازه گيري انواع خاصي از مواد هستند و در مبحث پتانسيومتري مورد استفاده قرار مي گيرند. حسگرهاي الكتروشيميايي از چهار قسمت اصلي شامل قسمت پليمري يا بستر الكترود، افزاينده يوني، حلال مايع و يك تركيب شيميايي خاص كه به گونه مورد نظر از مواد تمايل داشته باشد و مهمترين جز حسگر به شمار مي رود ، تشكيل شده است. در حال حاضر نقش حسگرهاي الكتروشيميايي در اندازه گيري تركيبات دارويي و ميزان تأثيرگذاري آنها در بدن نيز حائز اهميت است. از طرف ديگر با استفاده از حسگرها مي توان به تشخيص بيماري هاي مختلف از طريق تغيير ميزان گونه هاي موجود در بدن انسان پي برد. از اين رو نياز به ساخت حسگرهاي الكتروشيميايي جديد با بهترين بازده و مزاياي بيشتر بسيار احساس مي شود که در اين ميان ساخت حسگرهاي اندازه گيري كننده گونه هاي مختلف با قدرت انتخاب بالا، خطاي كمتر، تكرارپذيري بالا و غيره از اهداف اساسي و مهم به شمار مي رود. در اين پژوهش طول عمر الکترودها حداقل 12 ماه به دست آمده است که امكان تجاري شدن اين الکترودها را نويد مي دهد. جزئيات اين پژوهش که با همکاري دکتر عليرضا بديعي، دکتر محمدرضا گنجعلي، دکتر پرويز نوروزي، فاتن ديوسر و فاطمه فتح اللهي انجام شده در مجله Electrochemical Acta (جلد54، صفحات 5381–5386، سال 2009) منتشر شده است. پي نوشت: 1- پليمريزاسيون: يا بسپارش به يک واکنش شيميايي گويند که در آن مولکول هاي کوچک و ساده که اصطلاحاً تکپار (Monomer) ناميده مي شوند با يکديگر پيوند برقرار کرده و مولکولي بزرگ با وزن مولکولي چندين برابر مولکول اوليه به وجود مي آورند. 2- پيکومولار: واحدي در اندازه گيري است که از نانو هم کوچک تر است. به عنوان مثال پيکومتر يعني 12-10 متر ولي نانومتر يعني 10-9 متر. همچنين مولاريته يا غلظت مولار عبارت است از تعداد وزن مولکول گرم (يا تعداد مول) از يک جسم حل شده در يک ليتر محلول. 3- کاتاليست: يا آسان گر به ماده اي مي گويند که اگر به مخلوط واکنشي افزوده شود، سرعت رسيدن ماده به حالت تعادل در سيستم را بدون آن که خود دستخوش تغيير شيميايي پايدار شود تغيير مي دهد و معمولاً به عنوان يک ترکيب شيميايي در نظر گرفته مي شود که قادر به اعمال اثر تسريع کنندگي و اثر جهت دهندگي بر پيشرفت واکنشي است. 4- سيليکاژل: سيليکاژل يک جسم پر منفذ دانه دانه اي (گرانول) است که از واکنش شيميايي بين سيليکات سديم (شيشه مايع) و اسيد سولفوريک ساخته مي شود.