اندازه‌گیری الکتروشیمیایی بیس فنول آ با استفاده از الکترود خمیر کربن اصلاح‌شده با آدنین و نانولوله‌های کربنی

محورهای موضوعی : سم شناسی زیست محیطی

هدی ازوجی ¹ , مصطفی رحیم نژاد ² , مریم اصغری ³ , فرید طالب نیا ⁴

1 - کارشناسی ارشد، مرکز تحقیقات سوخت‌های زیستی و انرژی‌های تجدیدپذیر، گروه بیوتکنولوژی، دانشکده مهندسی شیمی، دانشگاه صنعتی نوشیروانی، بابل، ایران
2 - دانشیار، مرکز تحقیقات سوخت‌های زیستی و انرژی‌های تجدیدپذیر ، گروه بیوتکنولوژی، دانشکده مهندسی شیمی، دانشگاه صنعتی نوشیروانی ، بابل، ایران (مسوول مکاتبات)
3 - گروه شیمی تجزیه، دانشکده شیمی، دانشگاه مازندران، بابلسر، ایران
4 - استادیار، گروه بیوتکنولوژی، دانشکده مهندسی شیمی، دانشگاه صنعتی نوشیروانی، بابل، ایران

تاریخ دریافت : 1394/11/23 تاریخ پذیرش : 1396/06/22 تاریخ انتشار : 1399/06/01

کلید واژه: بیس فنول آ, نانولوله‌های کربنی, حس‌گر الکتروشیمیایی, آدنین,

چکیده مقاله :

زمینه و هدف: بیس فنول آ، به عنوان جزء اصلی پلی کربنات ها و رزین های اپوکسی به طور گسترده ای در صنعت پلاستیک مورد استفاده قرار می گیرد. این ترکیب، یک مختل کننده ی شناخته شده ی غدد درون ریز است که می تواند در عملکرد هورمونی طبیعی انسان ها و سایر جانداران مداخله کند و در نتیجه تهدید بالقوه ای برای سلامت انسان ها و محیط زیست به شمار می آید. پلی کربنات ها و رزین های اپوکسی حاوی بیس فنول آ به طور معمول برای تولید شیشه های شیر کودکان، ظروف نگه دارنده ی مواد غذایی و بطری های نوشیدنی ها مورد استفاده قرار می گیرند؛ به این ترتیب بیس فنول آ امکان ورود به غذا و محیط زیست را پیدا می کند؛ بنابراین، یافتن یک روش آنالیتیکی ساده و با حساسیت بالا برای اندازه گیری میزان بیس فنول آ اهمیت بسزایی دارد. روش بررسی: در این پژوهش، یک حس گر الکتروشیمیایی بر پایه ی الکترود خمیر کربن اصلاح شده با آدنین و نانولوله های کربنی (Adenine/CNT/CPE) برای اندازه گیری بیس فنول آ ارایه شد. یافته‌ها: نتایج به دست آمده نشان می دهد که الکترود اصلاح شده ی به کار رفته در این پژوهش، فعالیت کاتالیتیکی قوی نسبت به اکسایش بیس فنول آ داشته است؛ همچنین استفاده از آدنین و نانولوله های کربنی در پیکره ی الکترود خمیر کربن، سبب کاهش مقاومت در برابر انتقال الکترون و افزایش چشم گیر نرخ انتقال الکترون گشته است. بحث و نتیجه گیری: با توجه به نتایج، نوع اصلاح کننده ی مورد استفاده تأثیر بسزایی در میزان حساسیت و گزینش پذیری سنجش بیس فنول آ دارد؛ بنابراین یافتن عناصر سنجش با پایداری بالا، فعالیت کاتالیتیکی مطلوب و رسانایی مناسب، می تواند فرآیند اندازه گیری این ترکیب را بهبود بخشد.

چکیده انگلیسی:

Background: Bisphenol A (BPA), as a major component of polycarbonate and epoxy resins is widely used in the plastic industry. This compound is a well-known endocrine disruptor that can interfere with the normal, hormonal function of human or animal, and thus, pose a potential threat to the environment and human health. The polycarbonate and epoxy resins containing BPA are commonly used to produce baby bottles, food packages, and beverage containers; thus bisphenol A may enter food and the environment. Therefore, developing a simple and highly sensitive analytical method for the determination of BPA is of great importance. Methods: In this study, an electrochemical sensor based on an adenine/carbon nanotube (Adenine/CNT) modified carbon paste electrode (CPE) was proposed for determination of BPA. Results: The obtained results demonstrate that the modified electrode used in this research had strong catalytic activity toward the oxidation of BPA. Also, applying adenine and carbon nano-tubes in carbon paste electrode resulted in reduction of the electron transfer resistance and significant increase of electron transfer rate. Discussion: According to the results, type of the employed modifier has a significant effect on sensitivity and selectivity of detection. Therefore, novel sensing materials with high stability, good catalytic activity and excellent conductivity can improve its measurement process.   

منابع و مأخذ:

1. Pojana G, Gomiero A, Jonkers N, Marcomini A. Natural and synthetic endocrine disrupting compounds (EDCs) in water, sediment and biota of a coastal lagoon. Environment International. 2007;33(7):929-36.


2. Safe SH. Endocrine disruptors and human health--is there a problem? An update. Environmental Health Perspectives. 2000;108(6):487.


3. Steinmetz R, Mitchner NA, Grant A, Allen DL, Bigsby RM, Ben-Jonathan N. The xenoestrogen bisphenol A induces growth, differentiation, and c-fos gene expression in the female reproductive tract. Endocrinology. 1998;139(6):2741-7.


4. Kim A, Li C-R, Jin C-F, Lee KW, Lee S-H, Shon K-J, et al. A sensitive and reliable quantification method for bisphenol A based on modified competitive ELISA method. Chemosphere. 2007;68(7):1204-9.


5. Gómez M, Agüera A, Mezcua M, Hurtado J, Mocholí F, Fernández-Alba A. Simultaneous analysis of neutral and acidic pharmaceuticals as well as related compounds by gas chromatography–tandem mass spectrometry in wastewater. Talanta. 2007;73(2):314-20.


6. Mazzotta E, Malitesta C, Margapoti E. Direct electrochemical detection of bisphenol A at PEDOT-modified glassy carbon electrodes. Analytical and bioanalytical chemistry. 2013;405(11):3587-92.


7. Rezaee M, Yamini Y, Shariati S, Esrafili A, Shamsipur M. Dispersive liquid–liquid microextraction combined with high-performance liquid chromatography-UV detection as a very simple, rapid and sensitive method for the determination of bisphenol A in water samples. Journal of Chromatography A. 2009;1216(9):1511-4.


8. Inoue K, Kato K, Yoshimura Y, Makino T, Nakazawa H. Determination of bisphenol A in human serum by high-performance liquid chromatography with multi-electrode electrochemical detection. Journal of Chromatography B: Biomedical Sciences and Applications. 2000;749(1):17-23.


9. Ngundi MM, Sadik OA, Yamaguchi T, Suye S-i. First comparative reaction mechanisms of β-estradiol and selected environmental hormones in a redox environment. Electrochemistry communications. 2003;5(1):61-7.


10. Wang J, Li M, Shi Z, Li N, Gu Z. Electrocatalytic oxidation of norepinephrine at a glassy carbon electrode modified with single wall carbon nanotubes. Electroanalysis. 2002;14(3):225-30.


11. Jacoby M. Trading places with bisphenol A. Chemical and Engineering News, Dec. 2008;15:31.


12. Wang J-Y, Zhangl J-W, Xu H-H, Lv W-X, Kong F-Y, Wang W. Facile and Sensitive Determination of bisphenol A Based on MWCNTs-TiN Nanocomposites Modified Glassy Carbon Electrode. Int J Electrochem Sci. 2016;11:10246-55.


13. Srinivas J, Mascarenhas RJ, D'Souza O, Satpati AK, Mekhalif Z. Electrocatalytic Oxidation of Bisphenol A at Oxidized Multi-walled Carbon Nanotube Modified Carbon Paste Electrode. Analytical Chemistry Letters. 2017;7(1):52-64.


14. Ntsendwana B, Mamba B, Sampath S, Arotiba O. Electrochemical detection of bisphenol A using graphene-modified glassy carbon electrode. Int J Electrochem Sci. 2012;7(4):3501-12.


15. Liu H-H, Lu J-L, Zhang M, Pang D-W, Abruña HD. Direct electrochemistry of cytochrome c surface-confined on DNA-modified gold electrodes. Journal of Electroanalytical Chemistry. 2003;544:93-100.