طراحي و ساخت نانو حسگر زيستي چندگانه براي تشخيص همزمان گازهاي دي اكسيد كربن، متان، اتانول و آمونياك

Design and manufacture multi nano biosensor for simultaneous detection of Carbon Dioxide, Methane, Ethanol and Ammonia gases

در اين مطالعه يك نانوحسگر زيستي چندگانه براي تشخيص همزمان گازهاي دي اكسيد كربن، متان، اتانول و آمونياك ساخته شد و پاسخ الكتروشيميايي آن به غلظتهاي مختلف اين گازها مورد بررسي قرار گرفت. براي ساخت آن از نانوكامپوزيت گرافن اكسايد/پلي آنيليني كه در تحقيق قبل ساخته بوديم و تركيب شيميايي و ريخت شناسي و ساختار آن را با آناليز هاي FT-IR، FE-SEM، HR-TEM و XRD مورد بررسي قرارداده بوديم بهره جستيم. در اين تحقيق نانو كامپوزيت تشكيل شده را بر روي الكترودهاي جديدي با روكش نقره قرار داده و سپس با قرار دادن نانو ذرات اكسيد آلومينيوم، اكسيد روي، اكسيد قلع و اكسيد تيتانيوم قسمت هاي مختلف نانوحسگر زيستي چندگانه به ترتيب نسبت به گازهاي دي اكسيد كربن، متان، اتانول و آمونياك حساس شد و ميزان پاسخ و حساسيت آن نسبت به هريك از گازها با انجام آزمايش هاي آمپرومتريك مورد سنجش قرار گرفت و نتايج نشان داد كه حساسيت حسگرهاي ساخته شده براي تشخيص گازهاي فوق قابل قبول مي باشد. بررسي نتايج حاصل از انجام آزمايش هاي الكتروشيميايي نشان داد كه پاسخ هر جز نانوحسگر زيستي چندگانه نسبت به مخلوطي از 4 گاز مورد بحث به صورت يك معادله 4 مجهولي تعريف ميشود و با در نظر گرفتن پاسخ هاي 4 جزء اين حسگر چندگانه به صورت همزمان نسبت به مخلوط 4 گاز مورد سنجش، 4 معادله 4 مجهولي حاصل ميشود كه با حل آن ميتوان به غلظت دقيق هريك از 4 گاز مورد سنجش پي برد.البته اين تا زماني معتبر است كه هيچ يك از حسگرها به حالت اشباع نرفته باشند و گاز موثر ديگري به جز 4 گاز مورد بحث در آناليت وجود نداشته باشد

In this study, a multi nano biosensor was developed for simultaneous detection of carbon dioxide, methane, ethanol and ammonia gas, and its electrochemical response to various concentrations of these gases was studied. In the previous study, GO/PANI nanocomposite was constructed and examined the chemical composition and morphology and its structure by analyzing FT-IR, FE-SEM, HR-TEM and XRD. In this study, we put nanocomposite on silver-coated new electrodes and then, by placing nanoparticles of aluminum oxide, zinc oxide, tin oxide and titanium oxide, different parts of the sensor were compared to Carbon dioxide, Methane, Ethanol and Ammonia are susceptible, then, the response rate and its sensitivity to each of the gases were measured by amprometric tests. The results showed that the sensitivity of the multi nano biosensor is acceptable for sensing these gases. The results of the electrochemical experiments showed that the response of each sensor component is defined as an illuminated 4 equation to a mixture of the four gas discussed. Considering the responses of the four components of this multi nano biosensor simultaneously to the 4-gas mixture, 4 equations are obtained, which can be ascertained by the exact concentration of each of the four measured gases.Of course, these equations are correct until none of the sensors are saturated and there is no other effective gas in the analyte.