كاربرد روش كمومتري OSC-PLS جهت اندازه گيري همزمان مقادير ناچيز نيكل و گاليم در خاك گياهان دارويي سرخارگل (Echinacea purpurea) و رازك (Humulus lupulus) با استفاده از اسپكتروفوتومتري UV-Vis

Using of OSC-PLS chemometry method for simultaneous determination of Gallium and Nickel in Echinacea purpurea and Humulus lupulus soil by UV-Vis Spectrophotometer

گياهان دارويي سرخارگل (Echinacea purpurea) و رازك (Humulus lupulus) از محصولات استراتژيك منطقه استان گلستان بوده و در صنايع دارويي و فراورده‌هاي غذايي كشور نقش بسزايي دارند. وجود عناصر فلزي سنگين از جمله نيكل و گاليم تا حد كنترل شده در خاك اين گياهان مورد پذيرش است و در صورت افزايش و تجمع با تغييرات متابوليتي منجر به مسموميت آنها و عدم بكارگيري مفيد در صنايع مي‌شود. يكي از روش‌هاي كمومتريكس با نام اصلاح پاسخ متعامد – حداقل مجموع مربعات (OSC - PLS) كه ابزار كاربردي قدرتمند آماري چند متغيره است، براي تعيين همزمان مخلوط گاليم و نيكل بكار گرفته شد. يك اپتود (الكترود نوري) انتخاب كننده يوني انتخابي (ISBO) براي سنجش يونهاي +Ga3 و +Ni2 بر اساس پلي ونيل كلرايد شامل كريپتوفيكس و بنزو 15- كراون-5 به عنوان يونوفور و 1- (2-پريديل آزو)-2- نفتول (PAN) به عنوان كرومويونوفور آماده شد. اين روش بر اساس تشكيل كمپلكس PAN با گاليم و نيكل استوار است. غشاء ISBO گزينش پذيري زيادي را براي يونهاي +Ga3 و +Ni2 نشان داد، اما طيف جذبي اين دو به شدت با هم تداخل داشتند. بنابر اين تجزيه تركيبات اين دو در يك مخلوط محيطي دشوار است. در اين مطالعه مدل كاليبراسيون در طيف جذبي در محدوده 400 تا650 نانومتر براي 25 مخلوط مختلف گاليم و نيكل در نظر گرفته شد و مجموعه اي از محلولهاي تركيبي حاوي غلظت‌هاي مختلفي از گاليم و نيكل جهت بررسي توانايي پيش بيني مدل OSC - PLS مورد استفاده قرار گرفت. مقدارRMSEP براي گاليم و نيكل به ترتيب 3587/0 و 8496/0 بدست آمد. مقدار اين دوعنصر در 2 نمونه حقيقي از خاك گياهي 08/0 و 1/3 ppm محاسبه شد.

Echinacea purpurea and Humulus lupulus are two strategic medicinal plants in Golestan province and have many usage in pharmaceutical and food industries. Heavy metals like gallium and nickel in a standard concentration range are accepted for the soil of these two plants. Extra concentration of the elements can aggregate and poisoned the metabolite activities in plants. Thus an accurate determination of concentration method is needed to control the amount of heavy metals in such a soils. Orthogonal signal correction - Partial least squares modeling is a powerful multivariate statistical tool applied to spectrophotometric simultaneous determination of mixtures of Gallium and Nickel. The method is based on the formation of the complex of PAN with Gallium and Nickel. The ISBO membrane shows enhanced selectivity for Ga3+ and N.i^ but absorption spectra of these two complexes overlap strongly, thus it is difficult to analyze the compounds in their mixtures. In this study, the calibration model is based on absorption spectra in the 400-650 nm range for 25 different mixtures of Gallium and Nickel. A series of synthetic solutions containing different concentrations of Gallium and Nickel was used to check the prediction ability of the OSC-PLS model. The RMSEP were 0.3587 and 0.8496 for Gallium and Nickel, Respectively. Amount of Ga3+ and Ni2+ were determined 0.08 and 3.1 ppm in the plant soils respectively.