اندازه‌گیری همزمان دوپامین و تریپتوفان با استفاده از الکترود کربن شیشه‌ای اصلاح شده با نانوگل قاصدک مانند Co3O4
محورهای موضوعی : شیمی تجزیه
نجمه شیبانی
1
,
شهره جهانی
2
,
محمد مهدی فروغی
3
1 - دانشجوی دکترای شیمی تجزیه، دانشگاه آزاد اسلامی واحد کرمان، کرمان ، ایران
2 - استادیار شیمی معدنی، دانشگاه علوم پزشکی بم ، بم ، ایران
3 - دانشیار شیمی تجزیه ، گروه شیمی ، دانشگاه آزاد اسلامی واحد کرمان، کرمان ، ایران
کلید واژه: دوپامین, تریپتوفان, ولتامتری, نانوگل قاصدکی Co3O4,
چکیده مقاله :
در این پژوهش الکترود کربن شیشه ای با نانوگل قاصدک مانند Co3O4 برای دستیابی به یک حسگر الکتروشیمیایی با حساسیت بالا اصلاح شد. ریخت شناسی و خلوص نانوگل ساخته شده، با روش های پراش پرتو ایکس (XRD)، میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)، طیف سنجی تفکیک انرژی (EDS) مطالعه شد. سپس، الکترواکسایش دوپامین و تریپتوفان در سطح الکترود اصلاح شده با ولت آمپرسنجی چرخه ای، زمان آمپرسنجی و ولت آمپرسنجی تپی تفاضلی بررسی شد. تحت شرایط بهینه سازی شده، جریان پیک ولت آمپرسنجی تپی تفاضلی با افزایش غلظت دوپامین در گستره 0/1 تا 900/0 میکرومولار افزایش یافت و حد تشخیص 0/01 میکرومولار برای دوپامین به دست آمد. الکترود اصلاح شده به روشنی بسیار خوبی پیک های ولت آمپرسنجی دوپامین و تریپتوفان را نشان داد، به گونه ای که آن را برای تشخیص دوپامین در حضور تریپتوفان در نمونه های واقعی مناسب می سازد. حساسیت بالا و تکرارپذیری خوب الکترود همراه با حد تشخیص پایین را می‌توان به عنوان ویژگی‌های برجسته این الکترود نام برد. این حسگر با موفقیت برای اندازه‌گیری دقیق مقدار دوپامین و تریپتوفان در نمونه‌های آمپول و ادرار به‌کار برده شد.
In this work glassy carbon electrode modified with dandelion like Co3O4 nanoflower is proposed as an electrochemical sensor to achieve a high-sensitivity electrochemical sensor. The morphology and purity of synthesized nanoflowers are characterized through X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), and energy dispersive X-ray spectrometer (EDX). Then electro-oxidation of the dopamine and tryptophan at the modified electrode surface was studied using cyclic voltammetry, chronoamperometry and differential pulse voltammetry. Under optimized conditions, the differential pulse voltammetric pulse current increased with increasing dopamine concentration in the range of 0.1 to 0.900 μM and the detection limit of dopamine was calculated as 0.01 μM. The modified electrode showed a very good resolution between voltammetric peak of dopamine and tryptophan, making it suitable for detecting dopamine in the presence of tryptophan in real samples. High sensitivity and good repeatability of the electrode along with low detection limit can be mentioned as outstanding features of this electrode. This sensor was successfully used to accurately determine of dopamine and tryptophan in ampoules and urine samples.
[1] Iranmanesh, T.; Foroughi, M.M.; Jahani, Sh.; Shahidi Zandi, M.; Hassani Nadiki, M.; Talanta 207, 120318, 2020.
[2] Yılmaz, C.; Gökmen, V.; Food Chem. 243, 420-441, 2018.
[3] Goya, R.N.; Bishnoi, S.; Chasta, H.; Abdul Aziz, M.; Oyama, M.; Talanta 85, 2626, 2011.
[4] Chen, G.Y.; Zhong, W.; Zhou, Z.; Zhang, Q.; Anal. Chim. Acta. 1037, 200-215, 2018.
[5] Fitznar, H.P.; Lobbes, J.M.; Kattner, G.; J. Chromatogr. A. 832, 123-140, 1999.
[6] Reynolds, D.M.; Water Res. 37, 3055-3069, 2003.
[7] Duan, H.; Wang, L.; Li, X.; Wang, Y.; Li, J.; Luo C.; Electrochim. Acta. A. 139, 374-391, 2015.
[8] Fang, H.; Pajski, M.L.; Ross, A.E.; Venton, B.J.; Anal. Methods 5, 2704-2428, 2013.
[9] Sikorska, E.; Gliszczynskaswiglo, A.; Insinskarak, M.; Khmelinskii, I.; Dekeukeleire, D.; Sikorski, M.; Anal. Chim. Acta. 613, 207-231, 2008.
[10] Hajjar, Z.; Soltanali, S.; Tayyebi, S.; Masoumi, M.; J. Appl. Res. Chem. (JARC) 12, 71-78, 2018.
[11] Rajaei, M.; Foroughi, M.M.; Jahani, Sh.; Shahidi Zandi, M.; Hassani Nadiki, H.; J. Mol. Liq. 284, 462-480, 2019.
[12] Sheikh Mohseni, M.A.; Pirsa, S.; Anal. Bioanal. Electrochem 8, 777-789, 2016.
[13] Jafari, S.; Dehghani, M.; Ghoreshi, E.S.; Nasirizadeh, N.; J. Appl. Res. Chem. (JARC) 13, 115-127, 2019.
[14] Sheikh Mohseni, M.A.; Pirsa, S.; Electroanalysis 28, 2075-2080, 2016.
[15] Foroughi, M.M.; Jahani, Sh.; Hasani Nadiki, H.; Sens. Actuators B 285, 562-582, 2019.
[16] Sharifi, K.; Pirsa, S.; Chem. Rev. Lett. 3, 192-201, 2020.
[17] Motaharian, A.; Naseri, K.; Mehrpour, O.; J. Appl. Res. Chem. (JARC) 13, 65-76, 2019.
[18] Alizadeh, N.; Pirsa, S.; Mani-Varnosfaderani, A.; Alizadeh, M.S.; IEEE Sens. J. 15, 4130-4136, 2015.
[19] Safaei, M.; Foroughi, M.M.; Ebrahimpoor, N.; Jahani, Sh.; Omidi, A.; Khatami, M.; Trends Anal. Chem. 118, 401-450, 2019.
[20] Alizadeh, N.; Ataei, A.A.; Pirsa, S.; J. Iranian Chem. Soc. 12, 1585-1594, 2015.
[21] Ahmadi, H.; Kargosha, K.; Hemmatkhah, P.; J. Appl. Res. Chem. (JARC) 11, 43-49, 2017.
[22] Ghasemi, S.; Rezazadeh Bari, M.; Pirsa, S.; Amiri, S.; Carbohydr. Polym. 232, 115801, 2020.
[23] Arefi Nia, N.; Foroughi, M.M.; Jahani, Sh.; Shahidi Zandi, M.; Rastakhiz, N.; J. Electrochem. Soc. 166, B489-B500, 2019.
[24] Pirsa, S.; Heidari, H.; Lotfi, J.; IEEE Sens. J. 16, 2922-2928, 2016.
[25] Pirsa, S.; Mohammad Nejad, F.; Sens. Rev. 37, 155-164, 2017.
[26] Kamyabi, M.A.; Sharifi-Rad, S.; J. Appl. Res. Chem. (JARC) 10, 63-71, 2016.
[27] Ahmadi, M.T.; Ismail, R.; Anwar, S.; “Handbook of Research on Nanoelectronic Sensor Modeling and Applications”, Chap. 6, IGI Global, USA, 2017.
[28] Foroughi, M.M.; Jahani, Sh.; Rajaei, M.; J. Electrochem. Soc. 166, B1300-B1311, 2019.
[29] Pirsa, S.; Zandi, M.; Almasi, H.; Hasanlu, S.; Sens. Lett. 13, 578-583, 2015.
[30] Moosavi Keyesh, S.Z.; Mombeni Goodajdar, B.; J. Appl. Res. Chem. (JARC) 14, 19-27, 2020.
[31] Pirsa, S.; Heidari, H.; Sens. Lett. 15, 19-24, 2017.
[32] Torkzadeh-Mahani, R.; Foroughi, M.M.; Jahani, Sh.; Kazemipour, M.; Hassani Nadiki, H.; Ultrason. Sonochem. 56, 183, 2019.
[33] Koumoto, K.; Yanagida, H.; Commun. Am. Ceram. Soc. 64, C-156, 1981.
[34] Jansson, J.; Palmqvist, A.E.C.; Fridell, E.; Skoglundh, M.; Österlund, L.; Thormählen, P.; Langer, V.; J. Catal. 211, 387, 2002.
[35] Cao, A.M.; Hu, J.S.; Liang, H.P.; Song, W.G.; Wan, L.J.; He, X.L.; Gao, X.G.; Xia, S.H.; J. Phys. Chem. B 110, 15858T, 2006.
[36] Bagheri, H.; Arab, S.M.; Khoshsafar, H.; Afkhami, A.; New J. Chem. 39, 3875-3896, 2015.
[37] Esfandyari, M.; Mosayebi, A.; Abedini, R.; J. Appl. Res. Chem. (JARC) 13, 113-125, 2019.
[38] Bard; A.; Faulkner, L.; “Electrochemical methods fundamentals and applications”, 2nd ed., Wiley, New York, 2001.
_||_[1] Iranmanesh, T.; Foroughi, M.M.; Jahani, Sh.; Shahidi Zandi, M.; Hassani Nadiki, M.; Talanta 207, 120318, 2020.
[2] Yılmaz, C.; Gökmen, V.; Food Chem. 243, 420-441, 2018.
[3] Goya, R.N.; Bishnoi, S.; Chasta, H.; Abdul Aziz, M.; Oyama, M.; Talanta 85, 2626, 2011.
[4] Chen, G.Y.; Zhong, W.; Zhou, Z.; Zhang, Q.; Anal. Chim. Acta. 1037, 200-215, 2018.
[5] Fitznar, H.P.; Lobbes, J.M.; Kattner, G.; J. Chromatogr. A. 832, 123-140, 1999.
[6] Reynolds, D.M.; Water Res. 37, 3055-3069, 2003.
[7] Duan, H.; Wang, L.; Li, X.; Wang, Y.; Li, J.; Luo C.; Electrochim. Acta. A. 139, 374-391, 2015.
[8] Fang, H.; Pajski, M.L.; Ross, A.E.; Venton, B.J.; Anal. Methods 5, 2704-2428, 2013.
[9] Sikorska, E.; Gliszczynskaswiglo, A.; Insinskarak, M.; Khmelinskii, I.; Dekeukeleire, D.; Sikorski, M.; Anal. Chim. Acta. 613, 207-231, 2008.
[10] Hajjar, Z.; Soltanali, S.; Tayyebi, S.; Masoumi, M.; J. Appl. Res. Chem. (JARC) 12, 71-78, 2018.
[11] Rajaei, M.; Foroughi, M.M.; Jahani, Sh.; Shahidi Zandi, M.; Hassani Nadiki, H.; J. Mol. Liq. 284, 462-480, 2019.
[12] Sheikh Mohseni, M.A.; Pirsa, S.; Anal. Bioanal. Electrochem 8, 777-789, 2016.
[13] Jafari, S.; Dehghani, M.; Ghoreshi, E.S.; Nasirizadeh, N.; J. Appl. Res. Chem. (JARC) 13, 115-127, 2019.
[14] Sheikh Mohseni, M.A.; Pirsa, S.; Electroanalysis 28, 2075-2080, 2016.
[15] Foroughi, M.M.; Jahani, Sh.; Hasani Nadiki, H.; Sens. Actuators B 285, 562-582, 2019.
[16] Sharifi, K.; Pirsa, S.; Chem. Rev. Lett. 3, 192-201, 2020.
[17] Motaharian, A.; Naseri, K.; Mehrpour, O.; J. Appl. Res. Chem. (JARC) 13, 65-76, 2019.
[18] Alizadeh, N.; Pirsa, S.; Mani-Varnosfaderani, A.; Alizadeh, M.S.; IEEE Sens. J. 15, 4130-4136, 2015.
[19] Safaei, M.; Foroughi, M.M.; Ebrahimpoor, N.; Jahani, Sh.; Omidi, A.; Khatami, M.; Trends Anal. Chem. 118, 401-450, 2019.
[20] Alizadeh, N.; Ataei, A.A.; Pirsa, S.; J. Iranian Chem. Soc. 12, 1585-1594, 2015.
[21] Ahmadi, H.; Kargosha, K.; Hemmatkhah, P.; J. Appl. Res. Chem. (JARC) 11, 43-49, 2017.
[22] Ghasemi, S.; Rezazadeh Bari, M.; Pirsa, S.; Amiri, S.; Carbohydr. Polym. 232, 115801, 2020.
[23] Arefi Nia, N.; Foroughi, M.M.; Jahani, Sh.; Shahidi Zandi, M.; Rastakhiz, N.; J. Electrochem. Soc. 166, B489-B500, 2019.
[24] Pirsa, S.; Heidari, H.; Lotfi, J.; IEEE Sens. J. 16, 2922-2928, 2016.
[25] Pirsa, S.; Mohammad Nejad, F.; Sens. Rev. 37, 155-164, 2017.
[26] Kamyabi, M.A.; Sharifi-Rad, S.; J. Appl. Res. Chem. (JARC) 10, 63-71, 2016.
[27] Ahmadi, M.T.; Ismail, R.; Anwar, S.; “Handbook of Research on Nanoelectronic Sensor Modeling and Applications”, Chap. 6, IGI Global, USA, 2017.
[28] Foroughi, M.M.; Jahani, Sh.; Rajaei, M.; J. Electrochem. Soc. 166, B1300-B1311, 2019.
[29] Pirsa, S.; Zandi, M.; Almasi, H.; Hasanlu, S.; Sens. Lett. 13, 578-583, 2015.
[30] Moosavi Keyesh, S.Z.; Mombeni Goodajdar, B.; J. Appl. Res. Chem. (JARC) 14, 19-27, 2020.
[31] Pirsa, S.; Heidari, H.; Sens. Lett. 15, 19-24, 2017.
[32] Torkzadeh-Mahani, R.; Foroughi, M.M.; Jahani, Sh.; Kazemipour, M.; Hassani Nadiki, H.; Ultrason. Sonochem. 56, 183, 2019.
[33] Koumoto, K.; Yanagida, H.; Commun. Am. Ceram. Soc. 64, C-156, 1981.
[34] Jansson, J.; Palmqvist, A.E.C.; Fridell, E.; Skoglundh, M.; Österlund, L.; Thormählen, P.; Langer, V.; J. Catal. 211, 387, 2002.
[35] Cao, A.M.; Hu, J.S.; Liang, H.P.; Song, W.G.; Wan, L.J.; He, X.L.; Gao, X.G.; Xia, S.H.; J. Phys. Chem. B 110, 15858T, 2006.
[36] Bagheri, H.; Arab, S.M.; Khoshsafar, H.; Afkhami, A.; New J. Chem. 39, 3875-3896, 2015.
[37] Esfandyari, M.; Mosayebi, A.; Abedini, R.; J. Appl. Res. Chem. (JARC) 13, 113-125, 2019.
[38] Bard; A.; Faulkner, L.; “Electrochemical methods fundamentals and applications”, 2nd ed., Wiley, New York, 2001.