الف – پرداخت وجه بحساب وب سایت ایران ترجمه(شماره حساب)ب- اطلاع جزئیات به ایمیل irantarjomeh@gmail.comشامل: مبلغ پرداختی – شماره فیش / ارجاع و تاریخ پرداخت – مقاله مورد نظر --مقالات آماده سفارش داده شده پس از تایید به ایمیل شما ارسال خواهند شد.
قیمت
قیمت این مقاله: 38000 تومان
(ایران ترجمه - Irantarjomeh)
توضیح
بخش زیادی از این مقاله بصورت رایگان ذیلا قابل مطالعه می باشد.
شماره
۶۱
کد مقاله
CHEM61
مترجم
گروه مترجمین ایران ترجمه – irantarjomeh
نام فارسی
شناسایی چشمی اسید آسکوربیک از طریق واکنش کلیک آلکین – آزید با استفاده از نانو ذرات طلا به عنوان ردیاب رنگ سنجی
نام انگلیسی
Visual detection of ascorbic acid via alkyne–azide click reaction using gold nanoparticles as a colorimetric probe
Key Laboratory of Analytical Chemistry for Life Science of Shaanxi Province, School of Chemistry and Materials Science, Shaanxi Normal University, PR China.
کشور
چین
شناسایی چشمی اسید آسکوربیک از طریق واکنش کلیک آلکین – آزید با استفاده از نانو ذرات طلا به عنوان ردیاب رنگ سنجی
در اینجا روشی برای حسگری چشمی اسید آسکوربیک ارائه می شود. این روش براساس خاصیت نوری وابسته به فاصله نانو ذرات طلا و واکنش کلیک آلکین – آزید کاتالیز شده با Cu+ می باشد. ما ردیاب های نانو ذرات طلای عامل دار شده با آزید و آلکیل انتهایی را تهیه کرده ایم. اسید آسکوربیک در حضورCu2+ می تواند به سرعت سبب انباشتگی نانو ذرات طلای عامل دار، شده و بنابراین منجر به تغییر رنگ قرمز به ارغوانی (یا صورتی) می شود. اسید آسکوربیک به صورت چشمی یا با استفاده از یک اسپکترومتر فرابنفش – مریی (UV-Vis) شناسایی می شود. حد شناسایی موجود برای اسید آسکوربیک nm3 می باشد. این روش نسبت به سایر ترکیبات آلی کاهنده عمومی (نظیر گلوکز، سیستئین، دوپامین، تیامین و اسید اوریک) انتخاب پذیری عالی تری دارد. اندازه گیری اسید اسکوربیک بدون کمک یک دستگاه پیشرفته در یک مرحله و در دمای اتاق انجام می شود. این روش، ابزار مفید بالقوه ای را برای شناسایی مکانی اسید آسکوربیک فراهم می کند.
شیمی کلیک ارائه شده به وسیله شارپلس و همکارانش در سال۲۰۰۱، بطور انکار ناپذیر یکی از مریی ترین روشها در شیمی معاصر می باشد. عبارت « واکنش کلیک» مجموعه ای از واکنشهای آلی را توصیف می کند که تحت شرایط ملایم در ترکیبات مولکولی دارای پیوند کووالانسی به سرعت و به صورت انتخابی به پیش می رود. از میان عده ای از واکنشهای کلیک که در گذشته گزارش شده، واکنش حلقه افزایی دو قطبی ۱و۳ آزید ها و آلکین های کاتالیز شده با مس(I) بیشترین توجه را به خود جلب کرده و در حوزه های مختلف شیمی آلی، شیمی دارویی، شیمی پلیمر، شیمی مواد، بیوشیمی و زیست شناسی شیمیایی بکار گرفته شده است. واکنش کلیک درشیمی تجزیه بعنوان یک روش اصلاح شیمیایی سطح برای اصلاح کانالهای میکرو فلوئیدی الکترودها و فاز ساکن HPLC یا برای بی تحرک سازی مولکولهای بیولوژیکی برروی یک پایه مورد استفاده قرار گرفته است. استفاده از این واکنش کلیک مخصوص چندین مزیت مهم دارد. اول اینکه این واکنش تحت شرایط ملایم (نظیر حلال آبی، در حضور اکسیژن و تحت دمای اتاق) انجام می شود. دوم اینکه واکنش کلیک بسیار کمی است و بازده واکنش بالایی ایجاد می کند. سوم اینکه، این واکنش سریع، ساده و آسان است. بنابراین، واکنش کلیک یک واکنش تجزیه ای ایده آل است (نظیر واکنش ایجاد رنگ و واکنش تیتراسیون). با این وجود، براساس دانش ما، چند گزارش، استفاده از واکنش کلیک را به عنوان واکنش ایجاد رنگ توصیف می کند.
در این تحقیق، واکنش کلیک را وارد پیوند عرضی بین ذره ای کرده ایم و راهکار جدیدی را برای سنجش مبتنی بر AuNP ارائه داده ایم. ما دو نوع ردیاب AuNP عامل دار شده شیمیایی را تهیه کرده ایم: AuNP های اصلاح شده با آلکین و AuNP های اصلاح شده با آزید. این دو نوع AuNP هنگامی که در محلول ابی پخش می شوند قرمز هستند. اسید اسکوربیک در حضور Cu2+ در نتیجه حلقه افزایی دو قطبی ۱و۳ آزیدها و آلکیل ها کاتالیز شده با Cu+ (واکنش کلیک)، به سرعت سبب انباشتگی AuNP ها می شود. بنابر این، رنگ محلول AuNP تغییر می کند و می تواند بوسیله چشم غیر مسلح دیده شود. براساس این پدیده، ما از واکنش کلیک به عنوان واکنش ایجاد رنگ استفاده کرده وروش رنگ سنجی جدیدی را برای شناسایی اسید آسکوربیک پیشنهاد کرده ایم. اسید اسکوربیک خواص ضد اکسندگی دارد و نقش بسیار مهمی را به عنوان یک ویتامین در بعضی فرایندهای بیو شیمیایی ایفا می کند. اسید آسکوربیک در غلظتهایی به کوچکی nM3 با این روش رنگ سنجی شناسایی می شود. علاوه براین، این روش برای اسید اسکوربیک نسبت به گلوکز، سیستئین، دوپامین، تیامین و اسید اوریک انتخاب پذیری عالی تری نشان می دهد. این روش کم هزینه و سریع است و شناسایی چشمی اسید آسکوربیک را امکانپذیر می سازد. این مزایا روش ارائه شده را برای شناسایی مکانی اسید آسکوربیک بسیار مفید می سازد.
تمام واکنشگرها و حلالها با بالاترین خلوص موجود خریداری شده و بدون خالص سازی بیشتر مورد استفاده قرار گرفتند، مگر اینکه به گونه ای دیگر مشخص شده باشد.HAuCL4.4H2O از شرکت واکنشگر شیمیایی شانگهای(شانگهای چین) خریداری شد. تیو استیک اسید،۳- برومو پروپانوئیک اسید،۳- دی سیکلو هگزیل کربو دی ایمید (DCC) و ۴- دی متیل آمینو پیریدین (DMAP) از شرکت واکنشگر آلادین با مسئولیت محدود (شانگهای چین) خریداری گردید. ۱۱- برومو اون دکانوئیک اسید از شرکت شیمیایی داروی فاین(Darui Fine) با مسئولیت محدود(شانگهای چین) خریداری شد.
دستگاه ها و تجهیزات
طیفهای جذب سطحی فرابنفش – مریی در یک اسپکتروفتومتر فرابنفش / مریی هیتاچی U-3900H(کیوتو، ژاپن) در دمای اتاق ثبت گردیدند. اندازه گیریهای میکروسکوپی عبوری الکترون(TEM) با یک میکروسکوپ عبوری الکترون JEM-2100 (شرکت الکترونیک ژاپن، با مسئولیت محدود) انجام شدند. طیفهای رزونانس مغناطیسی هسته ای پروتون (H-NMR) با استفاده از یک اسپکترومتر AVANCE 300MHZ Bruker باTMS به عنوان استاندارد داخلی ثبت شدند. نورنگارها(گرافهای نوری) با یک دوربین دیجیتال اولیمپوس C-370 گرفته شدند.
تهیه ردیابهای AuNP عامل دار شده
AuNP های دارای قطرnm13 بوسیله کاهش (احیای) سیترات HAuCl4 براساس مراجع تهیه شدند. بطور خلاصه، ml100 محلول HAuCl4 mM 0/1 جوشانده شده و به شدت به هم زده شد . سپس ml10 محلول سدیم سیترات mM8/38 به محلول جوشان اضافه شد که رنگ محلول به سرعت از زرد روشن به قرمز شرابی تغییر کرد. محلول پس از جوشاندن به مدت۱۰ دقیقه و به دنبال آن به هم زدن به مدت۱۵ دقیقه، تا دمای اتاق سرد شد و سپس برروی یک صافی غشایی m 22/0 صاف شده و تا قبل از استفاده، در دمای ۴ داخل یخچال نگهداری شد. غلظت AuNP ها بوسیله اسپکتروسکوپی فرابنفش – مریی براساس ضریب خاموشی M-1cm-1108×۷/۲ درnm520= برای ذرات nm13، در حدود nM17 تخمین زده شد.
نمونه ای از تجزیه رنگ سنجی به صورت مراحل زیر انجام شد(شکل ۱ را ببنید). L ۱۵۰ از محلول Cu+ (m 40) به مخلوطی ازAuNP های عامل دار شده با آلکیل (nM10، L 150) و AuNP های عامل دار شده با آزید (nM10، L 100) اضافه شد و سپسL 100 اسید آسکوربیک با غلظتهای مختلف افزوده شد. محلول با آب مقطر تا mL 0/1 رقیق شد و به مدت ۲۰دقیقه در دمای اتاق آنکوبه شد. طیفهای جذب سطحی محلولهای واکنش داده در سل هایی با طول مسیرcm1 (حجم کل L ۵۰۰) ثبت گردید. غلظت اسید آسکوربیک با مقادیر متفاوت جذبهای مربوطه تعیین شد( ΔAbs، ΔAbs=A0-As، که A0 و As به ترتیب جذب محلول AuNP درnm520 در غیاب و در حضور اسید آسکوربیک می باشد). انتخاب پذیری برای اسید آسکوربیک با افزودن مولکول دیگری بجای اسید آسکوربیک به همان روش تأیید گردید.
نتایج و بحث
مکانیسم حسگری
در طراحی ما مفاهیم مهمی از فرایندهای زیر حاصل شده است: (۱) محلولی ازAuNP ها بعلت رزونانس پلاسمون سطحی قوی در nm520 قرمز رنگ به نظر می رسد و ایجاد پیوند عرضی بین ذره ای سبب انباشتگی AuNP ها شده که به تغییر رنگ منجر می شود، (۲) واکنش حلقه افزایی دو قطبی ۱و۳ هویسگن کلاسیکی میان استیلن ها و آزیدها در دمای اتاق نسبتاً آهسته است و Cu+ واکنش را به شدت تسریع می کند. بنابراین حلقه افزایی دو قطبی ۱و۳ آزیدها و آلکیل ها کاتالیز شده با Cu+یک واکنش کلیک می باشد، (۳) Cu+ناپایدار بصورت طبیعی با کاهش (احیای) نمکهای Cu2+، که ارزان قیمت تر و غالباً خالص تر از نمکهای Cu+ می باشند، تهیه می شوند و اثبات شده که اسید آسکوربیک کاهنده عالی برای کاهش(احیای) نمکهای Cu2+ می باشد. شکل۱ مکانیسم روش موجود برای حسگری رنگ سنجی اسید اسکوربیک را توصیف می کند. AuNP های عامل دار شده با آلکیل و AuNP های عامل دار شده با آزید مجاور، در حضور Cu2+، بوسیله واکنش کلیک حاصل از اسید اسکوربیک میان آزید و آلکیل، پیوند عرضی برقرار می کنند و در نتیجه انباشتگی AuNP ها حاصل می شود. این پدیده یک تغییر رنگ سریع ایجاد می کند. برای تأیید واکنش کلیک، طیفهای IR سیستم را تعیین کردیم(شکل۲) . در طیفIR سیستم AuNP، مشاهده کردیم که پیکهای جذبی کششی ( ) و پیک جذبی کششی آزید در نزدیکی cm-12100 در غیاب اسید اسکوربیک وجود دارند که حضور آزید یا آلکین در سطح ردیاب AuNP را نشان می دهد . پس از اینکه اسید اسکوربیک به محلول AuNP افزوده شد، دو پیک جذبی بالا ناپدید شد و اغلب خصوصیات ویژه جذب و حلقوی بسیار پهن ۱و۲و۳- تری آزول پدیدار شد. نتایج تجربی تأیید کردند که واکنش کلیک انجام شده است.
تصاویر TEM و طیفهای جذبی و فرابنفش – مریی AuNPها
همانگونه که ذکر شد، روش حاضر برای حسگری اسید آسکوربیک کارایی خوبی دارد اما قبل از اینکه این روش به صورت عملی برای سنجش اسید اسکوربیک بکار می رود، باید به این سوال پاسخ داد: آیا اسید آسکوربیک در حضور Cu2+ می تواند واکنش کلیک ایجاد نماید؟ مشاهده مستقیمی مبنی بر انباشتگی AUNP های حاصل از اسید آسکوربیک در حضور Cu2+با استفاده از TEMبه دست آمده است. همانگونه که در شکل۴ نشان داده شده، تصاویر TEM مربوط به AUNP های عامل دار شده، ذرات یکنواختی با اندازه قطر متوسط nm13 را آشکار می سازند اما پس از آنکوبه سازی با اسید اسکوربیک به مدت۲۰ دقیقه، توده نامنظمی ازAUNP با قطر چند صد نانومتر تا چند میکرون مشاهده می شود. از طرف دیگر، از اسپکتروسکوپی فرابنفش – مریی(شکل۳) برای نشان دادن تغییر AUNP های حاصل از واکنش کلیک در این سیستم استفاده می شود. همانگونه که از طراحی اولیه انتظار می رود،AUNP ها در غیاب اسید آسکوربیک پایدار باقی می مانند و یک نوار جذبی حداکثر در nm520 نشان می دهند، در حالیکه در حضور اسید آسکوربیک، طیف فرابنفش – مریی جابجایی قرمز خاص و پهن شدگی نوار پلاسمون سطحی ویژه ای را نشان می دهد که حاکی از آنست کهAUNP های عامل دار شده فقط یک پیک تنها نشان می دهند. نتایج با موردی که درآن انباشتگی AUNP ها از پیوند عرضیDNA حاصل می شود، مشابه است اما از موردی که در آن انباشتگی AUNP ها از نمک یا مولکولها ی کوچک ایجاد می شود، متفاوت است.
بهینه سازی متغیرهای سیستم در حال اندازه گیری
انجام سنجش توسعه یافته برای اسید آسکوربیک بازهم قویاً تحت تأثیر شرایط سنجش نظیر pH محیط، غلظت Cu2+ و غلظت AUNP و زمان آنکوبه سازی قرارمی گیرد. شرایط متفاوت سنجش در تحقیقات ما بررسی شده است.
رفتار کمی سنجش مبتنی بر AUNP با غلظتهای متفاوت اسید آسکوربیک تحت شرایط بهینه ارزیابی می شود. همانگونه که در شکلهای۳ و۵ دیده می شوند، چشم غیر مسلح می تواند به تنهایی بدون کمک در دستگاه پیشرفته ای، حضور یا غیاب اسید آسکوربیک M ۵ را تشخیص دهد. . در غلظتهای کمتر از M ۵ اسید آسکوربیک، اندازه گیری می تواند به کمک یک اسپکتروفتومتر فرابنفش – مریی انجام شود. در شکل۶ دیده می شود که با افزایش غلظت اسید آسکوربیک در محدوده nM4/4 تا µM1، (A0-AS) ∆Abs افزایش می یابد. رابطه ∆Abs با غلظت اسید آسکوربیک در محدوده ۴٫۴×۱۰-۹ M تا ۳٫۰×۱۰-۸ M خطی است و معادله برگشتی به صورت(nM) ]اسید آسکوربیک∆Abs=0.078+0.0037[ با ضریب همبستگی ۹۹۷۶/۰ می باشد. حد شناسایی موجود برای این سیستم تقریباً M ۳ است که براساس دانش ما، در سیستم حسگری رنگ سنجی اسید آسکوربیک کمترین مقدار گزارش شده می باشد. علت اینکه روش ارائه شده حساسیت خیلی بالایی نشان می دهد اینست که AUNP ها در ناحیه مریی، جذب مولار بسیار بالایی دارند(مثلا ۲٫۷×۱۰۸ M-1cm-1 در تقریبا nm520 برای AUNP های کروی nm13 که از مقادیر مربوط به کروموفورهای آلی متداول ۱۰۰۰ مرتبه یا بیشتراز۱۰۰۰ مرتبه بزرگتر است).
اندازه گیری غلظت اسید آسکوربیک در آبمیوه ها
این نکته معلوم شده که آبلیمو منبع مهم اسید آسکوربیک است. بنابراین آب پرتقال و آب گریپ فروت خریداری شده از یک سوپر مارکت محلی با روشهای آنالیز ارائه شده و با روش رسمی در چین مقایسه می شوند. در روش رسمی، اسید اسکوربیک با۲-۶ دی کلرو فنولیندوفنول به سیس – اسید آسکوربیک اکسید می شود که می تواند با O- فنیلن در آمین ترکیب شده و یک ترکیب فلوئورسانس کننده ایجاد نماید و سپس به روش فلوئورومتری در nm429 شناسایی می شود . نتایج (جدول S1 درESI را ببینید) توافق خوب مقادیر پیش بینی شده و مشاهده شده را نشان می دهند.
در این تحقیق، ما شیمی کلیک را با علم نانو ذرات بطور موفقیت آمیزی ترکیب کرده ایم تا ابزارهای جدیدی را برای شیمی تجزیه ابداع کنیم . ما شناسایی رنگ سنجی مبتنی بر AUNP را برای اسید آسکوربیک در یک مرحله ودر دمای اتاق ارائه داده ایم. ما با این روش شناسایی جدید، توانسته ایم مقادیر اسید آسکوربیک با غلظت میکرو مولار را حتی با چشم غیر مسلح به سرعت شناسایی کنیم و حساسیت نانو مولار با استفاده از یک روش اسپکترومتری حاصل می شود. یکی از خصوصیات مهم سیستم اخیر توانایی آن در شناسایی اسید آسکوربیک درحضور سایر ترکیبات کاهنده آلی(نظیر گلوکز، سیستئین، دوپامین، اسید اوریک و تیامین ) می باشد. این مزایا در کنار هم، این سنجش را ساده، قدرتمند و کم هزینه می سازد و بنابراین برای آزمایش مکانی (موقعیتی) اسید اسکوربیک اطمینان بخش است. علاوه براین، به علت سازگاری شیمی کلیک با مولکولهای زیستی، تلاشهایی در گروه ما برای گسترش تحقیق اخیر در مورد کار برد سنجش زیستی در حال انجام است.
لطفا به جای کپی مقالات با خرید آنها به قیمتی بسیار متناسب مشخص شده ما را در ارانه هر چه بیشتر مقالات و مضامین ترجمه شده علمی و بهبود محتویات سایت ایران ترجمه یاری دهید.
