توسعه حسگر الکتروشیمیایی مبتنی بر نانوکامپوزیت ZnO و نانولوله‌های کربنی اصلاح‌شده با پلیمر قالب مولکولی برای تعیین دوپامین در نمونه‌های زیستی

محورهای موضوعی : نانوتکنواوژی

نسیم ضیایی فر ^{1 *}

1 - استاد یار گروه شیمی، دانشکده علوم پایه، دانشگاه آزاد اسلامی واحد مراغه ، ایران

تاریخ دریافت : 1404/05/28 تاریخ پذیرش : 1404/07/08 تاریخ انتشار : 1404/07/27

کلید واژه: دوپامین, حسگر الکتروشیمیایی, نانوکامپوزیت ZnO, نانولوله کربنی, پلیمر قالب مولکولی,

چکیده مقاله :

در این پژوهش، یک حسگر الکتروشیمیایی جدید مبتنی بر نانوکامپوزیZnO و نانولوله‌های کربنی چنددیواره (MWCNTs) اصلاح‌شده با پلیمر قالب مولکولی (MIP) برای تعیین انتخابی دوپامین در نمونه‌های زیستی نظیز سرم خون وادرار انسانی  طراحی و ساخته شد. نانوذرات ZnO به‌ علت مساحت سطح بالا، رسانایی مناسب و پایداری شیمیایی به‌عنوان بستری مؤثر برای تقویت پاسخ الکتروشیمیایی به‌کار رفتند. همچنین نانولوله‌های کربنی موجب افزایش انتقال الکترون و افزایش حساسیت شدند. پلیمر قالب مولکولی با استفاده از دوپامین به‌عنوان مولکول الگو سنتز گردید تا انتخاب‌پذیری حسگر افزایش یابد. عملکرد حسگر با روش  ولتامتری پالسی تفاضلی (DPV) ارزیابی شد. نتایج نشان داد که حسگر پیشنهادی دارای حد تشخیص پایین 0.08 µM ، محدوده خطی گسترده 0.1–100 µM  و تکرارپذیری مناسب است. همچنین در نمونه‌های واقعی نظیر سرم خون و ادرار انسانی بازیابی قابل‌قبولی مشاهده شد.

چکیده انگلیسی:

In this study, a novel electrochemical sensor based on a ZnO nanocomposite and multi-walled carbon nanotubes (MWCNTs) modified with molecularly imprinted polymer (MIP) was designed and fabricated for the selective determination of dopamine in biological samples. ZnO nanoparticles were employed as an effective platform due to their high surface area, good conductivity, and chemical stability to enhance the electrochemical response. Additionally, carbon nanotubes improved electron transfer and increased sensitivity. The molecularly imprinted polymer was synthesized using dopamine as the template molecule to enhance the sensor’s selectivity. The sensor's performance was evaluated using differential pulse voltammetry (DPV). The results demonstrated that the proposed sensor exhibited a low detection limit of 0.08 µM, a wide linear range of 0.1–100 µM, and good repeatability. Moreover, acceptable recovery was observed in real samples such as human serum and urine.

منابع و مأخذ:

[1] Missale, C., et al. (1998). "Dopamine receptors: from structure to function." Physiological Reviews, 78(1), 189-225.
[2] Beaulieu, J. M., & Gainetdinov, R. R. (2011). "The physiology, signaling, and pharmacology of dopamine receptors." Pharmacological Reviews, 63(1), 182–217.
[3] Venton, B. J., & Wightman, R. M. (2003). "Psychoanalytical electrochemistry: dopamine and behavior." Current Opinion in Chemical Biology, 7(5), 728–735.
[4] Banks, C. E., & Compton, R. G. (2006). "New electrodes for old: from carbon nanotubes to edge plane pyrolytic graphite." Analyst, 131(1), 15–21.
[5] Wang, J. (2006). Analytical Electrochemistry, 3rd ed., Wiley-VCH.
[6] Ahmad, R., et al. (2018). "ZnO nanorods-based electrochemical biosensor for dopamine." Biosensors and Bioelectronics, 100, 312–319.
[7] Niu, X., et al. (2013). "Electrochemical sensor for dopamine based on MWCNTs–chitosan composite modified electrode." Sensors and Actuators B: Chemical, 177, 1061–1068.
[8] Zhang, X., et al. (2020). "MIP-based electrochemical sensor for dopamine determination in human serum." Sensors and Actuators B: Chemical, 307, 127620.
[9] Liu, Y., et al. (2021). "Hybrid MIP/nanocomposite sensor for dopamine with enhanced selectivity." Electrochimica Acta, 389, 138722