طراحی الکترود با نانو ذرات گرافن اکسید/ اکسید روی / پالادیوم جهت اندازه¬گیری یون نیتریت در سیب زمینی

Abstract

چکیده مقدمه و هدف: امروزه با صنعتی شدن جوامع و تغییر شیوه زندگی مردم، استفاده از غذاهای فرآوری شده رشد فزاینده ای داشته است. علاوه بر این با توجه به شیوع بیماریهای مزمن نظیر چاقی، دیابت و سرطان، متخصصین تغذیه تاکید ویژه ای بر مصرف سبزیجات، میوه ها و آب دارند. درحالیکه، در طی سالهای اخیر بواسطه مصرف بی رویه سموم، کودهای شیمیایی و استفاده از نگهدارنده های شیمیایی در تولید غذاها، نگرانی مصرف کنندگان در رابطه با مصرف این مواد غذایی افزایش یافته است. یکی از شایعترین بیماریهای مزمن مرتبط با ترکیبات شیمیایی، انواع سرطان هستند که رتبه دوم مرگ و میر را در کشورهای توسعه یافته و رتبه سوم را در کشورهای درحال توسعه به خود اختصاص می دهند. اخیرا از بین ترکیبات شیمیایی نیترات ها و نیتریت ها به عنوان یکی از عوامل تاثیر گذار در ایجاد این بیماری مورد توجه قرار گرفته اند. بنابراین شناسایی و تعیین سریع، دقیق و اقتصادی مقادیر این ترکیبات مورد توجه سازمان های ذیربط قرار گرفته است. در بین روش¬های موجود در اندازه¬گیری نیتریت در مواد غذایی، روش الکتروشیمیایی روشی نسبتا ارزان، با حساسیت بالا و زمان پاسخ ¬دهی سریع می¬باشد که نیاز به اپراتورآموزش دیده ندارد. در این راستا مطالعه حاضر با هدف طراحی سنسورهای الکتروشیمیایی اصلاح شده با نانوکامپوزیت اکسید گرافن / اکسید روی / پالادیوم سنتز و از آن جهت اندازه¬گیری یون نیتریت در نمونه غذایی سیب زمینی طراحی گردید. مواد و روش¬ها: جهت ارزیابی میزان نیتریت، الکترودی بر اساس نانوکامپوزیت اکسید گرافن/ اکسید روی/ پالادیوم طراحی شد. به این منظور، ابتدا نانوکامپوزیت گرافن اکسید/ اکسید روی /پالادیوم سنتز و خواص ساختاری نانوکامپوزیت با استفاده از تصاویر TEM، XRD، SEM ، FTIR ارزیابی و پس از تایید بر روی الکترود کربنی مورد نظر نشانده شد. رفتار الکتروکاتالیتیکی الکترود اصلاح شده نسبت به اکسیداسیون یون نیتریت در نمونه سیب زمینی با استفاده از روش ولتامتری ارزیابی و نتایج توسط نرم افزار GPES با ورژن 7/4 ثبت شد. در نهایت بررسی¬های لازم جهت دستیابی به شرایط بهینه انجام آزمایش¬های الکتروشیمیایی صورت گرفت و پس از آن ویژگی¬ها و میزان حساسیت و حد تشخیص الکترود طراحی شده در اندازه گیری میزان نیتریت در نمونه های غذایی سیب زمینی بررسی شد. یافته¬ها: ویژگی¬های ساختار درونی و مورفولوژی سطح نانوکامپوزیت سنتز شده توسط تصاویر TEM، XRD، SEM، FTIR تایید شد. نتایج به دست آمده از بررسی رفتار الکتروشیمیایی الکترود نشان داد، بکارگیری الکترود(کار) اصلاح شده با نانوکامپوزیت اکسید گرافن/ اکسید روی/پالادیوم در غلظت 12 میکرومولار و pH برابر با 6 منجر به دریافت بهترین نتایج شد. انتخاب¬پذیری الکترود طراحی شده در شناسایی یون نیتریت در نمونه سیب زمینی در حضور یون های مزاحم¬(نیترات، سولفات و گلوکز) قابل قبول بود. حد تشخیص الکترود اصلاح شده برابر بود با 39/2 میکرومولار و نتایج بدست آمده در اندازه¬گیری یون نیتریت در نمونه واقعی توسط الکترود اصلاح شده (98.85± 3.12 mg/kg ) قابل مقایسه با روش¬استاندارد اسپکتروفتومتری(102± 3.05 mg/kg ) بود. نتیجه¬گیری: الکترود(کار) اصلاح شده با نانوکامپوزیت اکسید گرافن/ اکسید روی/پالادیوم به راحتی و با قیمت مناسب قابلیت سنتز داشت همچنین این الکترود دارای حساسیت و دقت بالا در اندازه گیری یون نیتریت در سبزیجاتی مانند سیب زمینی در مقایسه با روش های اسپکتروفترومتری بود. بنابراین روش الکتروشیمیایی می¬تواند جایگزین مناسبی برای روش-های استاندارد موجود باشد. واژگان کلیدی: الکتروشیمیایی، اکسید گرافن، اکسید روی، پالادیوم، نیتریت