کاربرد روش کمومتری OSC-PLS جهت اندازه گیری همزمان مقادیر ناچیز نیکل و گالیم در خاک گیاهان دارویی سرخارگل (Echinacea purpurea) و رازک (Humulus lupulus) با استفاده از اسپکتروفوتومتری UV-Vis

محورهای موضوعی : ژنتیک

مازیار احمدی گلسفیدی ¹ (گروه شیمی، دانشکده علوم، دانشگاه آزاد اسلامی واحد گرگان)
رحمت اله رجب زاده ² (گروه شیمی، دانشکده علوم، دانشگاه آزاد اسلامی واحد گرگان)
حمیدرضا جلیلیان ³ (گروه شیمی، دانشکده علوم، دانشگاه آزاد اسلامی واحد گرگان)

تاریخ دریافت : 1388/05/11 تاریخ پذیرش : 1388/09/29 تاریخ انتشار : 1389/03/25

کلید واژه: نیکل, رازک, کمومتری, گالیم, اندازه‌گیری همزمان, خاک گیاهان دارویی سرخارگل,

چکیده مقاله :

گیاهان دارویی سرخارگل (Echinacea purpurea) و رازک (Humulus lupulus) از محصولات استراتژیک منطقه استان گلستان بوده و در صنایع دارویی و فراورده‌های غذایی کشور نقش بسزایی دارند. وجود عناصر فلزی سنگین از جمله نیکل و گالیم تا حد کنترل شده در خاک این گیاهان مورد پذیرش است و در صورت افزایش و تجمع با تغییرات متابولیتی منجر به مسمومیت آنها و عدم بکارگیری مفید در صنایع می‌شود. یکی از روش‌های کمومتریکس با نام اصلاح پاسخ متعامد – حداقل مجموع مربعات (OSC - PLS) که ابزار کاربردی قدرتمند آماری چند متغیره است، برای تعیین همزمان مخلوط گالیم و نیکل بکار گرفته شد. یک اپتود (الکترود نوری) انتخاب کننده یونی انتخابی (ISBO) برای سنجش یونهای +Ga3 و +Ni2 بر اساس پلی ونیل کلراید شامل کریپتوفیکس و بنزو 15- کراون-5 به عنوان یونوفور و 1- (2-پریدیل آزو)-2- نفتول (PAN) به عنوان کرومویونوفور آماده شد. این روش بر اساس تشکیل کمپلکس PAN با گالیم و نیکل استوار است. غشاء ISBO گزینش پذیری زیادی را برای یونهای +Ga3 و +Ni2 نشان داد، اما طیف جذبی این دو به شدت با هم تداخل داشتند. بنابر این تجزیه ترکیبات این دو در یک مخلوط محیطی دشوار است. در این مطالعه مدل کالیبراسیون در طیف جذبی در محدوده 400 تا650 نانومتر برای 25 مخلوط مختلف گالیم و نیکل در نظر گرفته شد و مجموعه ای از محلولهای ترکیبی حاوی غلظت‌های مختلفی از گالیم و نیکل جهت بررسی توانایی پیش بینی مدل OSC - PLS مورد استفاده قرار گرفت. مقدارRMSEP برای گالیم و نیکل به ترتیب 3587/0 و 8496/0 بدست آمد. مقدار این دوعنصر در 2 نمونه حقیقی از خاک گیاهی 08/0 و 1/3 ppm محاسبه شد.

چکیده انگلیسی:

 Echinacea purpurea and Humulus lupulus are two strategic medicinal plants in Golestan province and have many usage in pharmaceutical and food industries. Heavy metals like gallium and nickel in a standard concentration range are accepted for the soil of these two plants. Extra concentration of the elements can aggregate and poisoned the metabolite activities in plants. Thus an accurate determination of concentration method is needed to control the amount of heavy metals in such a soils. Orthogonal signal correction – Partial least squares modeling is a powerful multivariate statistical tool applied to spectrophotometric simultaneous determination of mixtures of Gallium and Nickel. The method is based on the formation of the complex of PAN with Gallium and Nickel. The ISBO membrane shows enhanced selectivity for Ga3+ and Ni2+ but absorption spectra of these two complexes overlap strongly, thus it is difficult to analyze the compounds in their mixtures. In this study, the calibration model is based on absorption spectra in the 400-650 nm range for 25 different mixtures of Gallium and Nickel. A series of synthetic solutions containing different concentrations of Gallium and Nickel was used to check the prediction ability of the OSC-PLS model. The RMSEP were 0.3587 and 0.8496 for Gallium and Nickel, Respectively. Amount of Ga3+ and Ni2+ were determined 0.08 and 3.1 ppm in the plant soils respectively.

منابع و مأخذ:

Al-Amir, S.M.S., Ashworth, D.C., Narayanaswamy, R. (1989). Talanta 36, 645.

Andersson, C.A. (1999). Chemom. Int. Lab. Syst. 47, 51.

Carter, R.M., Jacobs, M.B., (1997). Anal. Lett., 30(8), 1465.

Ciftci, H., Alcucu, A., Ciftci, T. (2007). International Journal of Science & Technolog, 2,105.

Craggs, A., Moody, J.G., Thomas, J.D.R., (1974). J. Chem. Edu., 51, 541.

Ghasemi, J., Niazi, A., (2005). Anal. Chim. Acta. 533, 169.

Ghasemi, J., Niazi, A. (2005). Talanta. 56, 1168.

Haaland, D.M., Thomas, E.V., (1990). Anal Chem 62, 1091.

Japanese Industrial Standard Hand Book, JIS K, (1993). 0102.

Kalivas, J.H. (1999). J. Chemometrics 13, 111.

Kamata, S., Onoyama, K. (1991) Anal. Chem 63, 1295.

Lan, W.G., Wong, M.K., Chen, N., Sin, Y.M., (1994). Analyst 119, 1669.

Langodegard , M., Wibetoe, G., (2002). Anal Bioanal Chem. 373, 820.

Moody, G.J., Oke, R.B., Thomas, J.D.R. (1970). Analyst 95.

Rouhollahi, R., Rajabzadeh, R., Ghasemi, J. (2006) Microchimica Acta 157(3), 139.

Standard methods for the examination of water and wastewater, American Public Health Association (APHA), America Water Works Association (AWWA) and Water Pollution Control Federation, (WEF)

Washington DC, 21th  Edition 5 (2005).

Tavakkoli, N., Shamsipur, M., (1996) Anal. Lett. 29