ØÑтRдŁ§
21st October 2009, 05:14 PM
طراحی و ساخت حسگرهای الكتروشیمیایی جدید، به منظور استفاده در سیستم های تزریق جریانی و غیرجریانی و برخی كاربردها در مطالعه سیستم های حیاتی، توسط دانش آموخته رشته شیمی انجام شد. فرهنگ میزانی، این طرح تحقیقاتی را در قالب رساله دكترای تخصصی ارائه داد.وی متولد ۱۳۵۵ و فارغ التحصیل رشته شیمی محض در مقطع كارشناسی از دانشگاه شهید بهشتی است. دكتر میزانی، تحصیلات خود را در مقاطع كارشناسی ارشد و دكترا در گرایش تجزیه، در دانشگاه های تهران و تربیت مدرس به اتمام رسانده و هم اكنون، ریاست دانشگاه پیام نور قزوین را برعهده دارد.طراحی و ساخت حسگرهای الكتروشیمیایی، یكی از اهداف مهم تحقیقاتی در دو دهه اخیر محسوب می شود و مصارف متعددی در زمینه های مختلف دارد.
● در ابتدا درخصوص كاربرد حسگرها توضیح دهید.
▪ در گرایش شیمی تجزیه، هدف اصلی، جداسازی، شناسایی و اندازه گیری تركیبات مختلف از یك گونه خاص است. در مبحث الكتروشیمی كه یكی از مباحث این گرایش است، از حسگرها برای اندازه گیری گونه های خاص استفاده می شود. حسگرها شامل انواع مختلفی هستند كه حسگرهای الكتروشیمیایی با استفاده از پتانسیل الكتریكی قادر به اندازه گیری گونه های خاص بوده و در مبحث پتانسیومتری مورد استفاده قرار می گیرند.
● طرح تحقیقاتی شما، برای رسیدن به چه هدفی ارائه شد؟
▪ مهمترین كاری كه من انجام داده ام، ساخت حسگر الكتروشیمیایی برای اندازه گیری گونه اورانیل بود. اورانیل یكی از مشتقات اورانیوم است كه در زمینه های مختلف كاربردهای فراوانی دارد. اندازه گیری این گونه مهم در روشی كه با دقت و قدرت انتخاب گری بالا انجام شود، از اهداف این طرح تحقیقاتی بود.
● ایده چنین طرحی، چگونه در ذهن شما شكل گرفت؟
▪ در سال های اخیر، ساخت حسگرهای اندازه گیری كننده گونه های مختلف با قدرت انتخاب بالا، خطای كمتر، تكرارپذیری بالا و... از اهداف اساسی و مهم در مبحث پتانسیومتری به شمار می رود. من نیز با هدف به تحقق رساندن چنین مزایایی از دو سال پیش، ساخت این حسگر الكتروشیمیایی را آغاز كردم.
● ساختار حسگرهای الكتروشیمیایی به چه شكل است؟
▪ حسگرهای الكتروشیمیایی از چهار قسمت اصلی، شامل قسمت پلیمری یا بستر الكترود، افزاینده یونی، حلال مایع و یك تركیب شیمیایی خاص كه به گونه مورد نظر تمایل داشته باشد و مهمترین جز حسگر به شمار می رود، تشكیل شده است. در این طرح از یك تركیب حلقوی خاص استفاده شد كه تمایل به برهم كنش با گونه اورانیل داشت. در این مدت، تحقیقات گسترده ای در زمینه تهیه عبوردهنده های مولكولی كه دارای خواصی نظیر خنثی بودن الكتریكی، خاصیت چربی دوستی مناسب و توانایی در انتخاب یك یون خاص و تشكیل پیوند به صورت برگشت پذیر با آن باشد، صورت گرفته است.
● این طرح، چه مزایایی دیگری دارد؟
▪ بطور كلی تعیین مقدار گونه های شیمیایی در روش های تزریق جریانی خودكار، مزایای بسیاری دارد. قدرت انتخاب گری بالا، بدین معنا كه در مخلوطی از گونه های مختلف بتوانیم با سرعت بالا، گونه مورد نظر را اندازه بگیریم، از جمله اصلی ترین مزیت های این طرح است. این حسگر الكتروشیمیایی قادر است گونه اورانیل را در مدت زمان كمتر از پنج ثانیه، در محیطی حاوی گونه های مزاحم دیگر اندازه گیری كند.
اندازه گیری گونه در حال حركت و در محدوده غلظتی بالا (۱-۱۰ تا ۸-۱۰ مولار) از دیگر مزایای این طرح است.قیمت كم این حسگر الكتروشیمیایی، سیستم دستگاهی ساده و داشتن پاسخ خطی در محدوده وسیعی از غلظت، از مزایای دیگری است كه در حسگرهای از پیش طراحی شده، كمتر مورد توجه قرار گرفته بود. قرار دادن چنین مزایایی در سیستم تزریق جریانی، سبب می شود كه پاسخ سیستم اندازه گیری برای یون هدف، بسیار سریع تر از پاسخ نسبت به یون های مزاحم باشد و این امر موجب كاهش اثر مزاحمت سایر یون ها در اندازه گیری یون اصلی می شود. همچنین به دلیل عبور دائمی محلول حامل گونه از مجاورت سطح حسگر، طول عمر الكترود در مقایسه با سیستم های غیرجریانی بیشتر است.
● درباره مراحل ساخت این حسگر توضیح دهید.
▪ ابتدا یك حسگر غشایی پلیمری بسیار حساس برای اندازه گیری یون اورانیل با استفاده از یك تركیب ماكروسیكل دی آمید به عنوان حامل یون ساخته شد و سپس این حسگر غشایی در سیستم پتانسیومتری تزریق جریانی استفاده شد.
● اهمیت اندازه گیری غلظت اورانیوم در چیست؟
▪ اورانیل از جمله تركیباتی است كه به دلیل استفاده از آن در بخش های مختلف صنعتی، دارویی، زیست محیطی و بیولوژیكی، اندازه گیری غلظت آن اهمیت بسزایی دارد. این عنصر استفاده فراوانی در صنایع هسته ای داشته و بسیار رادیواكتیو است. فاضلابی كه از صنایع هسته ای خارج می شود، حاوی مقادیری جزئی از یون اورانیل بوده و اندازه گیری این گونه در هر لحظه بسیار حیاتی و لازم است.
در این حسگر الكتروشیمیایی جدید، اندازه گیری گونه اورانیل با دقت و سرعت بالا، انجام می شود.در خصوص، طرح بر همكنش یون مس با هورمون رشد انسانی كه در دوره دكترا ارائه داده اید، توضیح دهید.از دیگر كاربردهای عملی حسگرهای الكتروشیمیایی، اندازه گیری گونه های مختلف در محیط های بیولوژیكی مانند محیط بدن انسان است. در یكی دیگر از تحقیق هایی كه در دوره دكترا انجام داده ام، به بررسی برهمكنش یون مس (+۲cu) با هورمون رشد انسانی پرداختم و حسگر الكتروشیمیایی را تهیه كردم كه حاوی تركیب حلقوی (یونوموز) است كه تمایل به برهم كنش بایون مس (II) دارد و این حسگر قادر به اندازه گیری این گونه است.
● این طرح چه كاربردی دارد؟
▪ این پژوهش به عنوان یك كاربرد مهم در سیستم های بیولوژیكی، ارزشمند است. در بدن انسان فرمول های مختلفی وجود دارد. هورمون رشد انسان یكی از این فرمول هاست كه تمایل به برهم كنش با برخی فلزات سنگین از جمله مس را دارد.
در این روش تحقیقی، محیطی مشابه با محیط های بیولوژیكی تهیه و هورمون رشد در داخل الكترود داخل محلول قرار گرفت. پس از آن یون مس آزاد، اندك اندك به محلول حاوی یون مس (II) اضافه شد و از طریق اندازه گیری گونه های مس برهم كنش نداده، میزان یون های مس كه با هورمون رشد برهم كنش داده اند، سنجیده می شود.
● چه اهداف تحقیقاتی دیگری را دردست بررسی دارید؟
▪ طراحی حسگرهای الكتروشیمیایی كه در محیط های زنده و بیولوژیكی، كاربرد داشته باشند، از اهداف تحقیقاتی من است. در دنیای امروز، نقش حسگرهای الكتروشیمیایی در اندازه گیری تركیبات دارویی و میزان تأثیرگذاری آنها در بدن حائز اهمیت است. از طرف دیگر با استفاده از حسگرها می توان به تشخیص بیماری های مختلف از طریق تغییر میزان گونه های موجود در بدن انسان پی برد. از این رو نیاز به ساخت حسگرهای الكتروشیمیایی جدید با بهترین بازده و مزایای بیشتر، حس می شود.
مریم بهریان
مصاحبه : روزنامه ايران (www.iran-newspaper.com)
● در ابتدا درخصوص كاربرد حسگرها توضیح دهید.
▪ در گرایش شیمی تجزیه، هدف اصلی، جداسازی، شناسایی و اندازه گیری تركیبات مختلف از یك گونه خاص است. در مبحث الكتروشیمی كه یكی از مباحث این گرایش است، از حسگرها برای اندازه گیری گونه های خاص استفاده می شود. حسگرها شامل انواع مختلفی هستند كه حسگرهای الكتروشیمیایی با استفاده از پتانسیل الكتریكی قادر به اندازه گیری گونه های خاص بوده و در مبحث پتانسیومتری مورد استفاده قرار می گیرند.
● طرح تحقیقاتی شما، برای رسیدن به چه هدفی ارائه شد؟
▪ مهمترین كاری كه من انجام داده ام، ساخت حسگر الكتروشیمیایی برای اندازه گیری گونه اورانیل بود. اورانیل یكی از مشتقات اورانیوم است كه در زمینه های مختلف كاربردهای فراوانی دارد. اندازه گیری این گونه مهم در روشی كه با دقت و قدرت انتخاب گری بالا انجام شود، از اهداف این طرح تحقیقاتی بود.
● ایده چنین طرحی، چگونه در ذهن شما شكل گرفت؟
▪ در سال های اخیر، ساخت حسگرهای اندازه گیری كننده گونه های مختلف با قدرت انتخاب بالا، خطای كمتر، تكرارپذیری بالا و... از اهداف اساسی و مهم در مبحث پتانسیومتری به شمار می رود. من نیز با هدف به تحقق رساندن چنین مزایایی از دو سال پیش، ساخت این حسگر الكتروشیمیایی را آغاز كردم.
● ساختار حسگرهای الكتروشیمیایی به چه شكل است؟
▪ حسگرهای الكتروشیمیایی از چهار قسمت اصلی، شامل قسمت پلیمری یا بستر الكترود، افزاینده یونی، حلال مایع و یك تركیب شیمیایی خاص كه به گونه مورد نظر تمایل داشته باشد و مهمترین جز حسگر به شمار می رود، تشكیل شده است. در این طرح از یك تركیب حلقوی خاص استفاده شد كه تمایل به برهم كنش با گونه اورانیل داشت. در این مدت، تحقیقات گسترده ای در زمینه تهیه عبوردهنده های مولكولی كه دارای خواصی نظیر خنثی بودن الكتریكی، خاصیت چربی دوستی مناسب و توانایی در انتخاب یك یون خاص و تشكیل پیوند به صورت برگشت پذیر با آن باشد، صورت گرفته است.
● این طرح، چه مزایایی دیگری دارد؟
▪ بطور كلی تعیین مقدار گونه های شیمیایی در روش های تزریق جریانی خودكار، مزایای بسیاری دارد. قدرت انتخاب گری بالا، بدین معنا كه در مخلوطی از گونه های مختلف بتوانیم با سرعت بالا، گونه مورد نظر را اندازه بگیریم، از جمله اصلی ترین مزیت های این طرح است. این حسگر الكتروشیمیایی قادر است گونه اورانیل را در مدت زمان كمتر از پنج ثانیه، در محیطی حاوی گونه های مزاحم دیگر اندازه گیری كند.
اندازه گیری گونه در حال حركت و در محدوده غلظتی بالا (۱-۱۰ تا ۸-۱۰ مولار) از دیگر مزایای این طرح است.قیمت كم این حسگر الكتروشیمیایی، سیستم دستگاهی ساده و داشتن پاسخ خطی در محدوده وسیعی از غلظت، از مزایای دیگری است كه در حسگرهای از پیش طراحی شده، كمتر مورد توجه قرار گرفته بود. قرار دادن چنین مزایایی در سیستم تزریق جریانی، سبب می شود كه پاسخ سیستم اندازه گیری برای یون هدف، بسیار سریع تر از پاسخ نسبت به یون های مزاحم باشد و این امر موجب كاهش اثر مزاحمت سایر یون ها در اندازه گیری یون اصلی می شود. همچنین به دلیل عبور دائمی محلول حامل گونه از مجاورت سطح حسگر، طول عمر الكترود در مقایسه با سیستم های غیرجریانی بیشتر است.
● درباره مراحل ساخت این حسگر توضیح دهید.
▪ ابتدا یك حسگر غشایی پلیمری بسیار حساس برای اندازه گیری یون اورانیل با استفاده از یك تركیب ماكروسیكل دی آمید به عنوان حامل یون ساخته شد و سپس این حسگر غشایی در سیستم پتانسیومتری تزریق جریانی استفاده شد.
● اهمیت اندازه گیری غلظت اورانیوم در چیست؟
▪ اورانیل از جمله تركیباتی است كه به دلیل استفاده از آن در بخش های مختلف صنعتی، دارویی، زیست محیطی و بیولوژیكی، اندازه گیری غلظت آن اهمیت بسزایی دارد. این عنصر استفاده فراوانی در صنایع هسته ای داشته و بسیار رادیواكتیو است. فاضلابی كه از صنایع هسته ای خارج می شود، حاوی مقادیری جزئی از یون اورانیل بوده و اندازه گیری این گونه در هر لحظه بسیار حیاتی و لازم است.
در این حسگر الكتروشیمیایی جدید، اندازه گیری گونه اورانیل با دقت و سرعت بالا، انجام می شود.در خصوص، طرح بر همكنش یون مس با هورمون رشد انسانی كه در دوره دكترا ارائه داده اید، توضیح دهید.از دیگر كاربردهای عملی حسگرهای الكتروشیمیایی، اندازه گیری گونه های مختلف در محیط های بیولوژیكی مانند محیط بدن انسان است. در یكی دیگر از تحقیق هایی كه در دوره دكترا انجام داده ام، به بررسی برهمكنش یون مس (+۲cu) با هورمون رشد انسانی پرداختم و حسگر الكتروشیمیایی را تهیه كردم كه حاوی تركیب حلقوی (یونوموز) است كه تمایل به برهم كنش بایون مس (II) دارد و این حسگر قادر به اندازه گیری این گونه است.
● این طرح چه كاربردی دارد؟
▪ این پژوهش به عنوان یك كاربرد مهم در سیستم های بیولوژیكی، ارزشمند است. در بدن انسان فرمول های مختلفی وجود دارد. هورمون رشد انسان یكی از این فرمول هاست كه تمایل به برهم كنش با برخی فلزات سنگین از جمله مس را دارد.
در این روش تحقیقی، محیطی مشابه با محیط های بیولوژیكی تهیه و هورمون رشد در داخل الكترود داخل محلول قرار گرفت. پس از آن یون مس آزاد، اندك اندك به محلول حاوی یون مس (II) اضافه شد و از طریق اندازه گیری گونه های مس برهم كنش نداده، میزان یون های مس كه با هورمون رشد برهم كنش داده اند، سنجیده می شود.
● چه اهداف تحقیقاتی دیگری را دردست بررسی دارید؟
▪ طراحی حسگرهای الكتروشیمیایی كه در محیط های زنده و بیولوژیكی، كاربرد داشته باشند، از اهداف تحقیقاتی من است. در دنیای امروز، نقش حسگرهای الكتروشیمیایی در اندازه گیری تركیبات دارویی و میزان تأثیرگذاری آنها در بدن حائز اهمیت است. از طرف دیگر با استفاده از حسگرها می توان به تشخیص بیماری های مختلف از طریق تغییر میزان گونه های موجود در بدن انسان پی برد. از این رو نیاز به ساخت حسگرهای الكتروشیمیایی جدید با بهترین بازده و مزایای بیشتر، حس می شود.
مریم بهریان
مصاحبه : روزنامه ايران (www.iran-newspaper.com)