مشخصات پژوهش

عنوان	تهیه و شناسایی نانو ساختار بر پایه CeO2 و بررسی فعالیت کاتالیزگری شبه آنزیمی آن
نوع پژوهش	پایان نامه
کلیدواژه‌ها	نانوزیم، سریم اکسید، سریم اکسید-آهن اکسید، فعالیت کاتالیزوری، تشخیص گلوکز
چکیده	در این مطالعه ابتدا نانوذرات سریم اکسید(CeO2) با استفاده از یک روش دو مرحله‌ای هیدروترمال سنتز شد. سریای سنتز شده با استفاده از روش‌های SEM، XRD و زتا پتانسیل مورد شناسایی قرار گرفت. همچنین فعالیت کاتالیزگری نانوذرات CeO2 سنتز شده با تکنیک طیف سنجی مورد مطالعه قرار گرفت. مشخص شد که اکسید سریم فعالیت شبه پراکسیداز و شبه اکسیداز را از خود نشان می‌دهد اما فعالیت شبه پراکسیدازی بیشترین میزان فعالیت را به خود اختصاص داده بود. فعالیت شبه آنزیمی سریا در حضور تترا متیل بنزیدین و H2O2 سنجش شد. تاثیر بعضی از شرایط محیطی از جمله دما و pH در بافر استات مورد بررسی قرار گرفت. در دمای 40 درجه سانتی گراد و 3=pH، نانوزیم سنتز شده بیشترین میزان فعالیت را از خود نشان داد، اما به دلیل اینکه نانوزیم در شرایط اسیدی بالا تمایل به حرکت در جهت اکسیداسیون دو مرحله‌ای داشت تمامی مطالعات بعدی در محیط بافری با 4=pH انجام پذیرفت. با استفاده از معادله مایکیلس- منتن، مقادیر Vmax و KM برای TMB به ترتیب 8-10×1 و 27/0 میلی‌مولار و برای H2O2 به ترتیب 8-10×1 و 33/0 میلی‌مولار به دست آمد. سازوکار فعالیت کاتالیزگری با استفاده از متیلن بلو، رودامین بی، سیتوکروم سی احیا شده و نقره(I) مطالعه شد و مشخص گردید که فعالیت کاتالیزگری نانوزیم سنتز شده از فرآیند انتقال الکترون تبعیت می‌کند. در مرحله بعدی از مطالعه، در شرایط هیدروترمال پیش سازهای Ce-Fe-PBA به ترتیب با استفاده از پتاسیم فروسیانید و پتاسیم فری‌سیانید تهیه شده، سپس با کلسینه کردن در اتمسفر هوا CeO2-Fe2O3(k4) و CeO2-Fe2O3(k3) با ساختارهای مختلف چند وجهی و کره‌ای سنتز شدند. گونه‌های سنتز شده با استفاده از روش‌های SEM، XRD و EDX مورد شناسایی قرار گرفت. مطالعه فعالیت کاتالیزگری چند وجهی‌ها و کره‌های سریم اکسید-آهن اکسید سنتز شده با تکنیک طیف سنجی نشان داد که هر دو سنتز سریم اکسید-آهن اکسید، فعالیت شبه پراکسیداز و شبه اکسیداز را از خود نشان می‌دهند اما چند وجهی‌های CeO2-Fe2O3(k4)، بیشترین میزان فعالیت شبه پراکسیدازی را به خود اختصاص داده بود. به همین دلیل ادامه‌ی بررسی‌ها با استفاده از چند وجهی‌های CeO2-Fe2O3(k4) انجام گرفت. نتایج بررسی تاثیر شرایط محیطی از جمله دما و pH، بیشترین میزان فعالیت چند وجهی‌های CeO2-Fe2O3(k4) در دمای 50 درجه سانتی‌گراد و 4=pH، را نشان داد. همچنین با مطالعه سازوکار فعالیت کاتالیزگری مشخص گردید که فعالیت کاتالیزگری نانوزیم سنتز شده از فرآیند انتقال مستقیم الکترون تبعیت می‌کند. مقادیر Vmax و KM برای TMB به ترتیب 8-10×5/2 و 39/0 میلی‌مولار و برای H2O2 به ترتیب 8-10×7/1 و 44/0 میلی‌مولار به دست آمد. در ادامه یک سنجش رنگ سنجی آسان برای تشخیص دقیق H2O2 و گلوکز، به ترتیب با حد تشخیص 24 میکرومولار و 10 میکرومولار پیشنهاد گردید. گزینش‌پذیری روش حاضر در حضور سایر مزاحمت‌ها از جمله ساکارز، مانیتول، فروکتوز و لاکتوز بررسی شد و نتایج به دست آمده پتانسیل زیادی برای استفاده از نانوزیم سنتزی در وسیله‌ای به عنوان یک حسگر زیستی قابل اعتماد برای تشخیص گلوکز در برخی از سیستم‌های پیچیده نشان داد. امکان استفاده مجدد از نانوزیم‌های سنتزی تا چندین بار بازیابی وجود دارد به طوری که در طی 5 چرخه استفاده مجدد حدوداً 30 درصد از فعالیت کاتالیزگری نانوزیم‌ها افت پیدا می‌کرد.
پژوهشگران	عبدالله سلیمی (استاد مشاور)، رزگار احمدی (استاد راهنما)، مژگان اقبالی (دانشجو)