محمد سراجي
چکیده رساله
هدف این رساله طراحی و توسعهی سامانه های تجزیهای نوآورانه بر مبنای تلفن هوشمند برای ارائه روشهایی ساده، ارزان، سریع و بدون نیاز به آزمایشگر ماهر برای اندازهگیری ترکیبات هدف است.
در پروژه اول از گوشی تلفن هوشمند به عنوان آشکارساز اندازهگیری فنل استفاده شد. تلفن هوشمند به عنوان ابزاری جهت تصویربرداری از محلولها و فیلمهای رنگی و سپس آنالیز تصاویر مورد استفاده قرارگرفت. روش ریز استخراج مایع با فیبر توخالی در فضای فوقانی بهمنظور استخراج و پیشتغلیظ فنل قبل از مرحله آشکارسازی بهکار گرفته شد. روش ریزاستخراج مایع با فیبرتوخالی موجب پیشتغلیظ و پاکسازی آنالیت از بافت نمونه میشود و در مرحله بعد آنالیت در فاز استخراجی توسط تلفن هوشمند اندازهگیری میشود. بدین منظور یک سل از جنس پلیمتیلمتاآکریلات برای ورود فاز استخراجشده طراحی و ساخته شد و در یک جعبه تاریک جهت جلوگیری از ورود نور محیط قرارگرفت. پارامترهای موثر بر کارایی استخراج و سیگنال آنالیت شامل غلظت نیتریک اسید در فاز دهنده، غلظت بافر در فاز پذیرنده، نسبت حجم نمونه به حجم فضای فوقانی، قدرتیونی، دور همزن، دما و زمان استخراج مورد مطالعه قرارگرفتند. انحراف استاندارد نسبی حاصل از سه بار اندازهگیری در غلظتهای 40 و 200 میکروگرم بر لیتر بهترتیب 6 و 3 درصد محاسبه شد. محدوده خطی روش 300-20 میکروگرم بر لیتر بهدست آمد، حدتشخیص 8 میکروگرم بر لیتر محاسبه شد. به-منظور بررسی توانایی روش در اندازهگیری فنل در نمونههای حقیقی، نمونه های پساب دباغخانه و پساب مورد استفاده جهت آبیاری فضای سبز و آب -رودخانه انتخاب شدند و درصد بازیابینسبی بین 85 تا 105 درصد بهدست آمد.
در پروژه دوم از ترکیب روش بهبود یافته ریزاستخراج فیبرتوخالی مستقیم با گوشی هوشمند بهعنوان روش جدید برای استخراج فرمالدهید استفاده شد. سل آشکارسازی در پروژه قبل با تغییری اندک در محل ورود نمونه درون یک جعبه که به شکلی مناسب برای تزریق فاز استخراجی طراحی شده بود، قرارگرفت. در این حالت بدون نیاز به خارج کردن فاز استخراج شده از جعبه این فاز مستقیما به ظرف آشکارسازی هدایت و از گوشی هوشمند بهعنوان آشکارساز استفاده شد. عوامل موثر بر کارایی استخراج شامل نوع حلالهای آلی، غلظت واکنشگرها، اثر نمک، اثر pH، دور همزن، دما، زمان واکنش و استخراج بررسی و بهینه شدند. ناحیه خطی روش در شرایط بهینه معادل40 تا 1500 میکروگرم بر لیتر، حد تشخیص و حد کمیسازی 13 و 40 میکروگرم بر لیتر بهدست آمد. انحراف استاندارد نسبی حاصل از سه بار اندازهگیری برای غلظتهای 100 و 1000 میکرو گرم بر لیتر بهترتیب 6 و 4 درصد محاسبه شد. برای ارزیابی روش در نمونههای حقیقی، انواع پارچه و دو نمونه پساب مربوط به پالایشگاه نفت انتخاب شدند. درصد بازیابی نسبی در نمونههای حقیقی 84 تا 98 درصد محاسبه شد. نتایج حاصل از پارامترهای تجزیهای روش نشان داد که روش ارائهشده می تواند به-عنوان روشی کارآمد برای آنالیز فرمالدهید در نمونههای حقیقی استفاده شود.
در پروژه سوم از ترکیب روش ریز استخراج فیلم نازک با گوشی هوشمند به عنوان یک روش جدید برای اندازه گیری آلدهید کل در عرق انسان استفاده شد. در این راستا یک جعبه آشکارسازی و یک سل واجذب دمایی طراحی و ساخته شد. جهت نمونه برداری، فیلم نازک تهیه شده بر روی پوست ناحیه مورد نظر قرار داده شد تا استخراج آلدهیدها از عرق انجام شود. پس از استخراج، فیلم نازک بلافاصله به داخل سل واجذب طراحی شده منتقل شد و پس از واجذب حرارتی، غلظت آلدهیدها به کمک تصویربرداری با تلفن هوشمند اندازه گیری شد. پارامترهای موثر بر کارایی استخراج و سیگنال آنالیت شامل غلظت استیل استون، pH واکنشگر، غلظت بافر، زمان استخراج، دما و زمان واجذب مورد مطالعه قرارگرفتند. انحراف استاندارد نسبی حاصل از سه بار اندازهگیری در غلظتهای 300 و 2500 میکروگرم بر لیتر بهترتیب 9 و 7 درصد محاسبه شد. محدوده خطی روش 50 تا 5000 میکروگرم بر لیتر بهدست آمد، حدتشخیص 17 میکروگرم بر لیتر محاسبه شد.
کلمات کلیدی: آشکارسازی بر مبنای تلفن هوشمند، سامانه های تجزیه ای قابل حمل، ریزاستخراج، رنگ سنجی، آشکارسازی درون سل، فنل، فرمالدهید