Rahman Hallaj

The program has been given a lot of attention for various applications, preparation and construction of various structures and projects. Therefore, this research work is on the development of perovskite film manufacturing method in the field of research studies. In this letter, the electrochemical method is used for the perovskite layer on the surface of the conductive glass electrode. Due to the instability of perovskite structures in aqueous environments, non-aqueous environments have been used for the electrochemical accumulation of CsPbI2Br films. Controlling the conditions to prepare a uniform and stable film is one of the basic challenges of this work. In this regard, it was tried to accumulate a uniform film of perovskite by choosing the right electrolyte and also optimizing the conditions, including controlling the applied potential. In the first part, Bonny's liquid was used as an electrolyte, and the cyclic voltammetry technique and a three-electrode cell were used to prepare the desired perovskite film. The results of the study of the prepared structure showed the formation of a thin, uniform and nano-sized film. In the second part, electrochemical accumulation was performed in acetonitrile solution as electrolyte. And the prepared film was studied with imaging and spectroscopy techniques and electrochemical methods. Scanning electron microscopy (FE-SEM) and elemental analysis (EDX) confirm the synthesis of CsPbI2Br perovskite thin film. In the following, the performance of perovskite-modified conductive glass electrode was investigated for measuring methadone and oxycodone by differential pulse method. The obtained results showed the effectiveness of the conductive glass electrode coated with perovskite for measurement. Based on the results and under optimal conditions (pH = 7 and applied potential of 0.5 V compared to Ag/AgCl), the detection limit and concentration range of the method were 5 μM and 10 μM, respectively. In order to check the effectiveness of the method in the presence of possible interfering species, the performance of the prepared electrode was investigated in the presence of uric acid, caffeine and vitamin C. The obtained results showed that the species in question had no serious disturbance in measuring methadone and oxycodone.

In this research, we present the design and fabrication of a chemiluminescence (CL) biosensor based on the Cu-BTC metal-organic framework (MOF), which was modified with manganese ions ($\text{Mn}^{2+}$) and the phenanthroline ligand. The modification of the MOF with manganese and phenanthroline resulted in a significant enhancement of the chemiluminescence emission intensity of the luminol-$\text{H}_2\text{O}_2$ system, thereby improving the reaction efficiency.Furthermore, the utilization of a hydrogel composed of guanosine borate and agar as the reaction platform enhanced the temporal stability of the CL emission, which stabilized the biosensor's performance.This chemiluminescence biosensor exhibits high accuracy, fast response time, and long-term stability. It is capable of detecting glucose within a broad linear range of $0.048$ to $100$ mM, with a low limit of detection (LOD) of $0.0105$ mM.Experiments conducted on real samples confirmed the accuracy and reliability of the biosensor's performance. The results of this study represent an important step toward the development of sensitive, stable, and reliable chemiluminescence biosensors, which can pave the way for the design of rapid and advanced diagnostic devices for clinical and diagnostic applications.

In recent years, the growing demand for flexible electronics and wearable devices has driven significant interest in developing field-effect transistors (FETs) with novel substrates. In this study, we propose a new architecture for FETs in which hybrid MXene-carbon nanofiber (MXene-CNF) fibers are employed as a flexible substrate. The combination of the high electrical conductivity and large active surface area of MXene with the mechanical robustness and three-dimensional structure of carbon nanofibers serves as a high-quality material for the development of an ideal platform for room-temperature operation. The fabricated transistor demonstrated effective modulation of electrical current under gate voltage, exhibiting a capacitor-like transistor nature. Findings highlight that MXene-CNF fibrous substrates provide a promising pathway for advancing flexible FETs and pave the way toward their integration into next-generation wearable electronics. This transistor was used as a model for glucose measurement, which has a detection limit (DL) of $0.7 \mu M$ and a sensitivity of $71 \mu A/\mu M$ at a frequency of $400kHz$. Also, this transistor for glucose measurement at a frequency of $50kHz$ has a sensitivity of $61 \mu A/\mu M$ and a sensitivity of $515.5 \mu A/\mu M$ at $10Hz$. These data well demonstrated the efficacy of AC field effect transistors, considering the flexibility of the fibers and low energy consumption for the manufacture of sensors, especially wearable sensors.

Viruses cause serious infectious diseases in humans and animals, making rapid and sensitive virus detection platforms essential. Therefore, a nanomaterial-based microfluidic colorimetric biosensor integrated with smartphone technology was developed for the rapid and sensitive detection of Marek’s disease virus (MDV). In this system, glass beads modified with the 14C8 antibody were immobilized inside the microfluidic detection chamber. Subsequently, a core–shell AuNP@MnO₂ nanocomposite conjugated with a secondary chicken antibody and the virus sample—thoroughly mixed and incubated within a convergence–divergence micromixer—were introduced into the chamber to form a sandwich complex. Then, a reducing agent (glutathione) was injected into the chamber, inducing a distinct color change in the sample. The colorimetric variations were captured using a smartphone camera, and semi-quantitative virus concentrations were determined by image color analysis software. This platform achieved a limit of detection (LOD) of 2.13 PFU/mL and a limit of quantification (LOQ) of 6.25 PFU/mL within 30 minutes—demonstrating twice the sensitivity compared to the conventional ELISA method. The developed biosensing system features a unique structure and a simple detection process, offering a promising approach for virus identification without the need for specialized personnel.

Part 1: By leveraging the remarkable properties of graphdiyne (GDY) for charge (hole) transport as a p-type channel in FET devices, this study aimed to design FET biosensors for detecting various biomarkers. Five distinct types of GDY-based FET biosensors were proposed, capable of detecting DNA, CA19-9, microRNA-155, tumor marker CA15-3, and COVID-19 antigen as biological analytes, employing mechanisms such as sandwich-type immunosensors, aptasensor, and DNA-based biosensors. The obtained results demonstrated that integrating graphdiyne with biological molecules enables the fabrication of highly sensitive FET biosensors. The limit of detection (LOD) values for the FET devices in detecting DNA, CA19-9 antigen, microRNA-155, CA15-3 antigen, and COVID-19 antigen were determined as 0.2 aM, 0.04 pU ml⁻¹, 0.11 aM, 0.043 pU ml⁻¹, and 0.003 fg ml⁻¹, respectively, while the proposed biosensors provided a linear range exceeding six orders of magnitude. The GDY-based FET biosensors demonstrated the versatility of graphdiyne in designing flexible biosensors and further confirmed that this material serves as a highly reliable conductive layer. It facilitates the creation of various types of bio/immunosensors without negatively affecting biological molecules, while simultaneously offering enhanced signals due to minimal surface variations. Part 2: The aim of this study was to develop a highly sensitive FET photodetector. Van der Waals heterojunctions of graphdiyne (GDY) combined with zero-dimensional optical photosensitizers like quantum dots present an outstanding option for designing innovative photodetectors. In this project, we fabricated a simple yet highly sensitive phototransistor where graphdiyne was the charge transport layer and graphdiyne quantum dots (GQD) acted as the optical absorber layer. The proposed GDY/GQD heterostructure exhibited an optical sensitivity 4.45 times greater than pure graphdiyne. The GDY/GQD heterostructure demonstrated an on/off current ratio and charge carrier mobility of (1.5±0.03) ˟ 10^4 and (3.3±0.06) ˟ 10^-2 cm²/Vs, respectively, whereas these values for pure graphdiyne were (0.131±0.011) ˟ 10^3 and (1.77±0.085) ˟ 10^-2 cm²/Vs, respectively. The rise and decay times for GDY/GQD were determined to be τrise = 90 ms and τdecay = 20 ms, while for GDY, these values were τrise = 200ms and τdecay = 250ms. The proposed heterostructure device responded to light 2.22 times faster and demonstrated a decay time 12.5 times shorter. The obtained data validated our design’s effectiveness and its potential for fabricating heterojunction phototransistors based on the same material. This comes with advantages such as simplicity, solution-processability, low cost, and easy surface design. Most importantly, such devices are suitable for use in organic and environmentally friendly systems. Part 3: In this work, our research findings introduced an innovative method for optical gating and a protective design to precisely regulate the doping level in black phosphorus (BP) photodetectors, significantly enhancing their performance and adaptability. Our comprehensive investigation elucidated the switching mechanism of the BP-GDY heterostructure phototransistor through experimental and theoretical analyses. Specifically, it was demonstrated that the device's characteristics could be transitioned from intrinsic p-type behavior to n-type behavior by precisely adjusting the gate bias and drain bias. The integration of graphdiyne (GDY) as a wide bandgap semiconductor in a heterostructure with black phosphorus, a narrow bandgap semiconductor, offered a novel approach for broadband optical detection. This design achieved optical sensitivities of 1267.43 A/W in the UV region and 3041.82 A/W in the near-infrared region. The creation of van der Waals heterostructures, such as the multilayer black phosphorus and multilayer graphdiyne heterostructure presented in this study, yielded promising results. These included ambipolar behavior, high mobilities of 1656.3 and 804.271 cm²/V·s for electrons and holes, respectively, an on/off current ratio greater than 1.19 ˟ 10^4 following light exposure, and rapid response times of 19 ms (rise) and 6 ms (decay). These attributes make the proposed heterostructure a promising architecture for broadband and fast optical detectors operating in the UV and near-infrared regions. With an optical sensitivity of 3041.82 A/W in the near-infrared range, this device has the potential to overcome the limitations of traditional photodetectors and expand the scope of applications in optoelectronics. Part 4: In this work, we successfully developed a self-powered SP-ZnONR FET device that operates independently of light intensity, enabling biomarker monitoring in remote or resource-limited areas. We achieved a stable voltage output by integrating perovskite solar cells (PSCs). Furthermore, our developed device demonstrated exceptional reliability and sensitivity, responding precisely to changes in CA15-3 biomarker concentrations under various lighting conditions. This technology not only facilitates biomarker monitoring but also holds the potential to improve patient outcomes across a broad range of medical applications. Future efforts will focus on scaling the device and exploring its potential applications in healthcare, environmental monitoring, and other related fields. Part 5: This study introduces a pioneering approach to wearable biosensors by developing a flexible inverter configuration comprising a sensing FET (SOECT) and a polymer organic electrochemical transistor (POECT), both utilizing PEDOT: PSS as their channel material. The integration of these transistors addresses the limitations of traditional FET-based biosensors, providing enhanced signal amplification, stability, and low-power consumption. Additionally, the innovative use of CNT/Mxene nanofibers as the porous gate further boosts electrical response and mechanical resilience. By employing lactate dehydrogenase (LDH) as the enzymatic model, this platform demonstrated reliable lactate detection, selectivity against interference substances, and stability over an extended period, proving its potential for real-time metabolic monitoring. Despite the challenges in enzyme stability and scalability, this work lays the foundation for advanced wearable health monitoring solutions, offering insights into metabolic health and personalized healthcare applications.

Green synthesis of carbon quantum dots (CQDs) with photoluminescent properties is one of the significant topics in the field of nanotechnology. In this thesis, the synthesis of carbon quantum dots was investigated using hydrothermal and pyrolysis methods, employing various green and low-cost precursors such as peanut shells, pomegranate peels, turmeric, and vitamin B. The optical properties of the synthesized carbon quantum dots were studied through different analytical techniques, including UV–Visible spectroscopy and fluorescence spectroscopy. The obtained results enable the comparison and analysis of the optical similarities and differences arising from the distinct synthesis methods and precursor sources.

-

In this research work; a new and economical bipolar electrochemical method was developed for the electrocatalytic synthesis of metal-organic framework (MOF) on nickel substrate modified with benzene tricarboxylic acid (BTC) to increase electron transfer. In this regard, MOF layering was done on the nickel plate substrate. To investigate the effect of the presence of a magnetic field on the efficiency of the synthesized MOF, in another step, the deposition of MOF on the nickel plate substrate was carried out in the presence of a strong magnetic field. The results show a positive effect of the presence of the field in the synthesis. In addition to the effect of the magnetic field, the effect of time, ligand concentration and applied voltage in the synthesis were investigated. To characterize the synthesized MOF on the nickel surface, X-ray diffraction (XRD) spectroscopy, scanning electron microscopy (SEM) and X-ray energy diffraction (EDX) techniques were used. The modified electrodes were used in the following three applications:

Nowadays, metal-organic frameworks are increasingly used in various fields of nanotechnology. This group of compounds has found wide applications due to their special electronic, optical and chemical properties alone and also together with other nanostructures. In this work, first, a new organic-metallic structure based on cadmium was made using amino acid tryptophan by hydrothermal method. The prepared nanostructure was evaluated and identified using different identification techniques including EDX, XPS, FT-IR, and XRD. Due to the contamination of drinking water with pollutants such as antibiotics, the removal of antibiotics is of great importance. Therefore, the efficiency of the prepared metal-organic structure in removing and destroying this category of pollutants was evaluated. The results showed that this structure is very effective in removing antibiotics such as tetracycline, metronidazole and ciprofloxacin. The efficiency of the removal reaction of the above antibiotics has reached over 98%, and the removal has been done in the shortest possible time and in less than 15 seconds. In order to evaluate this system and increase the efficiency of the designed nanostructure, the optimal conditions of using this compound were studied, and then its removal and mechanism were studied in optimal conditions.

درسال‎های اخیر تحقیقات در حوزه علوم نانو و و فناوری نانو پیشرفت چشم‎گیری داشته است. از آنجایی که نانومواد نوعی از مواد در ابعادی با مقیاس 10 تا 100 نانومتر می‎باشد، در این حوزه بررسی می‎شوند. کاهش اندازه مواد به مقیاس نانو، الکترون‎های داخلی را به یک فضای کوچک محدود می‎کند که منجر به تغییر خواص فیزیکی و شیمیایی آن‎ها در مقایسه با خواص توده، مولکول یا تک اتم آن‎ها می شود. سنتز ترکیبات خانواده اکسید وانادیم، به ویژه در مقیاس نانو، به دلیل تمایل آن‎ها به وجود در حالت های اکسیداسیون متفاوت و بنابر به کاربردهای متنوع آن‎ها در صنایع و علوم مختلف، چالش برانگیز است. یکی از بارزترین ویژگی‎های اکسیدهای وانادیوم همچون VO2 و V2O5، خاصیت گذار فاز آن‎ها می‎باشد. اکسیدهای فلز گذار، دارای ویژگی‎های فیزیکی، الکترونیکی، حرارتی، نوری، شیمیایی و مغناطیسی منحصر به فردی می‎باشند. تعداد زیادی از TMOs در دماهای پایین عایق و در دماهای بالاتر از دمای بحرانی (T_c) به شکل فلزی می‎باشند. این گذار فاز می‎تواند از طریق گرم کردن نمونه، اعمال جریان و یا میدان‎های الکتریکی، فشار موثر بر لایه‎های نازک و تعامل با میدان نوری صورت پذیرد. در این پرژه، ابتدا نانوذرات VO2 با سایز 20 نانومتر، نانوسیم های VO2 با میانگین قطر 75 نانومتر و نانوسیم‎های V2O5 با میانگین قطر 31 نانومتر، به کمک روش هیدروترمال یک مرحله ای سنتز شدند. براساس خواص ویژه نانوسیم‎ها از جمله داشتن 2 جهت کوانتومی با بعد نانو و یک جهت بزرگ مقیاس و نسبت سطح به حجم قابل توجه، از نانوسیم‎های سنتز شده، برای ساخت آشکارسازهای طراحی شده به روش لیتوگرافی با ماسک استفاده شد. تصاویر گرفته شده از زیرلایه شیشه‎ای حاوی الکترودهای شانه‎ای توسط میکرسکوپ الکترونی عبوری، حاکی از لایه‎نشانی موفقیت‎آمیز نانوسیم‎ها بر الکترودهای شانه‎ای طراحی شده به روش لیتوگرافی می‎باشد. نمودار I-V گرفته شده توسط دستگاه مشخصه‎یاب الکتریکی و بررسی این نمودار، تایید کننده عملکرد موفق و مناسب آشکارسازهای‎ نوری ساخته شده می باشد.

در این کار پژوهشی، به منظور بهبود فعالیت الکتروکاتالیزگرها در واکنش های کاهش اکسیژن (ORR)، ابتدا پروسکایت های سرب تیتانات و سرب تیتانات دوپه شده به ترتیب با فلزات: نقره (1درصد وزنی) و کبالت (2درصد وزنی) با روش هیدروترمال تهیه شدند. در مرحله بعد، بسترهای کربنی شامل نانولوله های کربنی چنددیواره عامل دار شده و گرافن اکسید (طبق روش هامرز) تهیه شدند که جهت افزایش هدایت الکتریکی در گرافن اکسید، گروه های عاملی اکسیژن دار بر روی سطح آن با روش هیدروترمال و تحت گاز نیتروژن، کاهش داده شدند. در نهایت با نشاندن کاتالیزگرهای تهیه شده بر روی هر یک از بسترها با نسبت 2:1، کامپوزیت پروسکایت/کربن به دست آمد و برای تعیین ماهیت و بررسی ساختار کاتالیزگرها از روش های مختلف، طیف سنجی ( XRD و FT-IR ) و میکروسکوپی (EDX و SEM) استفاده شد. در بررسی کاربرد الکتروشیمیایی کاتالیزگرها، رفتار الکتروشیمیایی با روش های ولتاموگرام چرخه ای (CV)، ولتامتری با روبش خطی پتاسیل (LSV)، کرونوآمپرومتری(CA) و اسپکتروسکوپی امپدانس الکتروشیمیایی (EIS) مطالعه شد. نتایج بیانگر کارایی مطلوب الکتروکاتالیزگر سرب تیتانات دوپه شده با فلزات نقره_کبالت، بر روی بستر گرافن اکسید می-باشد. نقطه شروع پتانسیل برای این الکتروکاتالیزگر 95/0 ولت نسبت به الکترود هیدروژن برگشت پذیر (RHE) و با دانسیته جریان نزدیک به 5- میلی آمپر(سرعت پیمایش 5 میلی-ولت بر ثانیه) می باشد که نسبت به الکترودهای فلز پلاتین گران قیمت، الکتروکاتالیزگر مطلوبی برای واکنش های کاهش اکسیژن می باشد. نتایج تاییدکننده نقش موثر افزودنی های کربنی، نوع بستر کربنی انتخاب شده و همینطور رابطه هم افزایی بین پروسکایت و بستر کربنی در کامپوزیت پروسکایت/کربن، در افزایش قابلیت رسانایی و فعالیت مطلوب الکتروکاتالیزگر، برای واکنش های کاهش اکسیژن می باشد.

In this research, in the first part, trimetallic catalyst based on silver-platinum-cerium was prepared on a glassy carbon substrate (Ag-Pt-Ce/Glassy carbon) by three-electrode electrochemical deposition method. This catalyst was identified by SEM, EDS, EDS-Mapping and XRD analyses, and this catalyst was used for ethanol electrooxidation process in the alkaline conditions for use in direct ethanol fuel cell (DEFC). In the second part, silver-platinum bimetallic catalyst was prepared on graphite substrate of nitrogenized pencil core (Ag-Pt/N-PC) by electrochemical deposition method. This catalyst was also identified by SEM, EDS, EDS-Mapping and XRD analyses, and this catalyst was used in two processes of ethanol electrooxidation and glycerol electrooxidation in the alkaline condition for use in direct ethanol (DEFC) and direct glycerol fuel cells (DGFC). In the third part, in order to optimize and improve the quality and better doping of nitrogen in the structure of the bimetallic silver-platinum catalyst accumulated in the graphite substrate of nitrogenized pencil core, the said catalyst was exposed to microwave radiation and the amount of exposure time optimized exposure to microwaves. This catalyst was also identified by SEM, EDS, EDS-Mapping and XRD analyses, and this catalyst was used in two processes of methanol electro-oxidation and ethylene glycol electro-oxidation in the alkaline media for use in direct methanol (DMFC) and direct ethylene glycol fuel cells (DEGFC). The synthesized catalysts in all three sections showed good results in terms of potential, current density and stability for the mentioned alcohols in each section.

چینش و هم آرایی کنترل شده نانوسیم ها در توسعه و گسترش کاربرد آنها در اپتوالکترونیک، نانوالکترونیک، سنسورها، ادوات اسپینترونیک و ترموالکتریک نقش بسیار مهمی دارد. چینش نانوساختارهای یک بعدی با استفاده از روش های مختلفی مانند دستکاری نوری، میکروسیالات، میدان های الکتریکی و مغناطیسی انجام شده است. با وجود بعضی موفقیت های نسبی، همه این روش ها، به جز روش لانگمویر- بلاجت، در چینش نانوسیم ها در مقیاس بزرگ ناکارآمد و ناتوان هستند. در این پایان نامه ما از روش لانگمویر- بلاجت برای لایه نشانی نانوسیم های مغناطیسی بر روی سطح جامد استفاده کرده ایم. ما پس از تمیز کردن نانوسیم های مغناطیسی سنتز شده با روش رسوب الکتریکی با ولتاژ مستقیم و قالب اکسید آلومینیم با قطر حفره 200 نانومتر، با استفاده از یک میکروسرنگ آنها را روی سطح آب دو بار یونیزه شده در تشتک لانگمویر ریختیم. پس از فشرده کردن، در یک فشار سطحی خاص، تک لایه ها به زیرلایه های جامد (در غیاب و در حضور میدان مغناطیسی خارجی) منتقل شدند. در حضور میدان مغناطیسی اعمال شده خارجی، تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی تک لایه هایی از نانوسیم های تقریبا هم جهت با میدان مغناطیسی را نشان می دهند. لایه نشانی با استفاده از میدان مغناطیسی روش جالبی است که می توان از آن برای هم جهت نمودن تعداد بسیاری زیادی از نانوسیم ها در یک آزمایش استفاده کرد. با این حال، در غیاب میدان مغناطیسی، نانوسیم ها به طور تصادفی ولی در گروه های کوچک ( حوزه مغناظیسی) بر روی زیرلایه های شیشه ای جهت گیری داشتند. حوزه ها در تک لایه هایی که با حضور میدان خارجی لایه نشانی شدند هم وجود داشتند اما جهت نانوسیم های مغناطیسی در حوزه ها با میدان مغناطیسی اعمال شده موازی است. ما در این پایان نامه علاوه بر این که برای اولین بار موفق به لایه نشانی نانوسیم های مغناطیسی عامل دارشده و نشده با حضور و بدون حضور میدان مغناطیسی شده ایم همچنین توانسته ایم تعداد زیادی نانوسیم را به مساحت های بزرگی از زیرلایه جامد منتقل کنیم و دولایه از نانوسیم های مغناطیسی را روی زیر لایه های شیشه ای قرار داهیم. ارزانی قیمت، سرعت عمل بالا، لایه نشانی در مساحت های بزرگ و همچنین تنوع در مورفولوژی تک لایه ها از اهمیت ها و مزایای روش لانگمویر- بلاجت هستند.

ر بخش نخست، یک زیست‌حسگر الکتروشیمیایی برای شناسایی پروتئین درون‌زاد سلول‌های سرطان پستان طراحی و معرفی شد. این زیست‌حسگر بر پایهٔ یک پروب سه‌جزئی ساخته شده است که شامل ساختار هیبریدی GNP–تیونین به عنوان برچسب الکتروشیمیایی، مولکول کاتالیتیکی DNAzyme برای افزایش حساسیت و عملکرد به عنوان عنصر شناسایی، و نانوذرهٔ مغناطیسی به عنوان محل جمع‌آوری پروب می‌باشد. در این سامانه، نشانگر پروتئینی به عنوان یک هم‌عامل محرک برای مولکول آنزیمی عمل کرده و باعث شکستن رشتهٔ زیرلایه و کاهش سیگنال الکتروشیمیایی می‌شود. نتایج نشان داد که این زیست‌حسگر قادر است نشانگر پروتئینی مذکور را در بازهٔ خطی غلظت 1.0 × 10 − 6 1.0×10 −6 تا 1.0 × 10 1 1.0×10 1 پیکوگرم بر میلی‌لیتر شناسایی کند و حد تشخیص آن برابر با 1.0129 × 10 − 7 1.0129×10 −7 پیکوگرم بر میلی‌لیتر است. در بخش دوم، یک حسگر نوری برای شناسایی متانول در حضور نسبت‌های مختلف اتانول طراحی شد. این حسگر شامل نانوذرات سیلیکا مزومتخلخل (MSN) بارگذاری‌شده با سدیم نیتروپروساید (SNP) است که در محیط بازی به عنوان نوکلئوفیل عمل کرده و با متانول ترکیب می‌شود تا یک کمپلکس قرمز رنگ تشکیل دهد. نتایج نشان داد که این حسگر قادر است متانول را در بازهٔ خطی ۶۰۰ تا ۲۶۰۰ میلی‌گرم بر لیتر شناسایی کند و حد تشخیص آن ۱۵۳٫۳ میلی‌گرم بر لیتر است.

در این پابان نامه یک سنسور الکتروشیمیایی برای اندازه گیری یک پروتئین مشخصه سرطان سینه برا اساس یک سیستم سه جزئی طراحی شده است. در این روش از نانوذرات طلای اصلاح سطحی شده با مولکول تیونین به عنوان یک پروپ الکتروشیمیایی و از یک توالی خاص طراحی شده که توسط پروتئین هدف کاتالیز می شود و همچنین یک نانو ذره مغناطیسی به عنوان جمع کننده استفاده شده است. در این کار بطور موفقیت آمیزی برای اندازه گیری پروتئین مشخصه سرطان سینه بکار گرفته شده است. در این روش از سلول های سرطانی زشد داده شده در آزمایشگاه به عنوان نمونه حقیقی استفاده شد و با دقت بسیار بالایی این پروتئین پس از تخریب سلول ها به وسیله آنزیم استفده شد.

بخش اول: در این بخش، یک سیستم ECL-RET خود تقویت شده برای تعیین آنتی ژن CA19-9 با استفاده از گرافن اکسید پیوند داده شده با پلی آمید های آروماتیکی شاخه دار (GO-HBP) به عنوان بستر سنجش، Ru(bpy)2(phen-NH2)2+ به عنوان گونه نورتاب و نقاط کربنی دوپه شده با نیتروژن (NCND) به عنوان هم واکنش دهنده طراحی شده است. بخش دوم: گرافیدین به عنوان بسترحسگر جدید با MOF غنی شده با کمپلکس روتنیوم Ru@MOF@NCNDs-Ru به عنوان پروب برای توسعه ایمن حسگر ECL خود تقویت شده برای اندازه گیری نشانگرهای سرطانی CA19-9 ادغام شده است. حساسیت روش اندازه گیری توسط NCNDو همچنین SmS2 QD به عنوان دو هم واکنش دهنده، بهبود یافته است. بخش سوم: در این بخش، یک حسگر ECL جدید حاوی GDY@PANI با سایتهای فعال دوپه شده با N به عنوان هم واکنش دهنده ی جدید و CdTe@ZnS QD به عنوان نورتابی موثر برای ایجاد آپتاحسگر ECL خود تقویت شده جهت اندازه گیری الیگومر α-syn طراحی شد. بخش چهارم: در این بخش، یک حسگر فلورسانس نسبت سنجی حساس بر اساس انتقال انرژی رزونانس فلورسانس بین o-CD، NCND به عنوان گونه های دهنده و اکسید گرافن GO)) به عنوان گونه-ی گیرنده برای تشخیص باکتری Acinetobacter baumannii (Ab ) طراحی شده است. بخش پنجم: در این بخش، یک روش فلورسانس نسبت سنجی ساده مبتنی بر FRET برای اندازه-گیری گزینش پذیر و حساس miRNA-21 هدف بر اساس GQD ها به عنوان کلید "خاموش-روشن" فلورسانس GDQDبه عنوان پروب جدید از طریق انتقال انرژی رزونانس طراحی شده است.. بخش ششم: در این بخش، یک ایمن حسگر ساده ی فلورسانس سطح جامد (SIP) با حساسیت و گزینش پذیری بالا بر اساس نانوخوشه های Ni به عنوان نورتاب برای تشخیص آنتی ژن CA19-9 طراحی شد. بخش هفتم: در این بخش، یک ایمن حسگرجدید فلورسانسی برای تعیین همزمان آنتی ژن های CA125 و CA 15-3 با استفاده از MMIP به عنوان یک بستر سنجش مناسب و با استفاده از نانوخوشه های نیکل (NiNCs) وکادمیوم (CdNCs) طراحی شد.

سرطان لوزالمعده هفتمین علت مرگ و میر ناشی از سرطان است و پیش بینی می شود تا سال 2030 به دومین علت مرگ ناشی از سرطان تبدیل شود. بنابراین تشخیص زودهنگام بیماری در مراحل اولیه، در بهبود روند درمان و کاهش تعداد مرگ و میرها بسیار حیاتی است. برای دستیابی به این هدف، استفاده از یک نشانگر زیستی مناسب برای توسعه ی یک روش تشخیص بسیار حساس و گزینش پذیر بسیار مهم و مورد توجه است. آنتی ژن کربوهیدراتی CA 19-9 به طور منظم بر روی سلول های لوزالمعده-صفراوی بیان می شود و در بیماران مبتلا به سرطان لوزالمعده غلظت آن به بیشتر از U/ml 37 افزایش می یابد. در این کار تحقیقاتی سعی بر این است که با استفاده از ترانزیستور اثر میدان با گیت مایع و به کارگیری نانوساختارهای جدید با عملکرد الکترونیکی بالا، زیست حسگرهای بسیار حساسی با توانایی آشکارسازی بالا برای سنجش غلظت های بسیار کم آنتی ژن CA 19-9 به طور گزینش پذیر، در نمونه های بافر و سرم انسان طراحی و ساخته شود. برای این منظور، ابتدا الکترودهای سورس و درین با فرآیندهای استاندار تبخیر گرمایی و فوتولیتوگرافی ساخته شدند و سپس، با توجه به خواص منحصر به فرد نانومواد نیمه رسانای دوبعدی نظیر MoS2 و TiS3، از آن ها به عنوان ماده ی کانال در ساخت ترانزیستور استفاده شد. برای برهمکنش اختصاصی سطح کانال با آنتی ژن، از آنتی بادی مونوکلونال 9-19 استفاده شد.شکل، ابعاد و ضخامت الکترودها و نانوساختارهای MoS2 و TiS3 با استفاده از روش های FESEM، XRD، TEM، UV-Vis و EDX شناسایی و آنالیز شد. مراحل مختلف اصلاح سطح کانال و اندازه گیری های غلظت آنتی ژن CA 19-9 با اندازه گیری های الکتریکی دنبال شدند.زیست حسگر ترانزیستور اثر میدان مبتنی بر کانال MoS2 دارای حد تشخیص بسیار پایین (U/ml 13-10×8/2) و همچنین محدوده خطی گسترده (U/ml 4-10×0/1-12-10×0/1) بود و گزینش پذیری خوب آن باعث شد تا سایر گونه های موجود در سرم نتوانند برای شناسایی آنتی ژن مورد نظر مزاحمتی ایجاد کنند. همچنین این زیست حسگر دارای درصد ریکاوری بسیار خوب از 64/95 تا 35/103 با درصد انحراف استاندار نسبی بین 85/2 تا 57/3 بود.ایمونوحسگر ترانزیستور اثر میدان مبتنی بر کانال TiS3 نیز حد تشخیص بسیار پایین (U/ml 13-10×3/1) و محدوده خطی گسترده (U/ml 5-10×0/1-12-10×0/1) بود. گونه های مزاحم موجود در سرم انسان نتوانستند باعث تغییر سیگنال ایمونوحسگر شوند این امر نشان دهنده ی اختصاصیت بالای این ایمونوحسگر می باشد.نتایج خوب به دست آمده از اندازه گیری ها نشان می دهند که زیست حسگرهای FET پیشنهاد داده شده ی مبتنی بر MoS2 و TiS3، دارای عملکرد بالایی برای اندازه گیری آنتی ژن CA 19- هستند و می توان از آن ها برای تشخیص سریع، حساس و گزینش پذیر سرطان لوزالمعده در نمونه های سرم خون با مقادیر بسیار کمی از نمونه (در حد چند میکرولیتر) استفاده کرد.

جمعیت روز افزون انسانی و افزایش تقاضا برای محصولات ارگانیک و طبیعی که عاری از آفت کش های شیمیایی باشند، نیاز فزاینده ای به فناوری های جدید ایجاد کرده است که بهره برداری و بازده کشاورزی را افزایش دهند. فناوری نانو از طریق طراحی و ساخت نانوکپسول هایی مانند نانوذرات متخلخل سیلیکا (MSNPs) یک ابزار جالب برای تحویل بیوسایدها در کشاورزی است. هدف این پایان نامه ارزیابی تأثیر MSNPs به عنوان یک حامل برای کپسوله کردن عناصر ضد میکروبی طبیعی مانند اسانس ها و عصاره های گیاهی و سپس بررسی تأثیر کنترلی آن ها بر بیماری قارچی پاخوره گندم می باشد. بنابراین ابتدا اثر ضد قارچی اسانس های دارچین، علف لیمو، میخک، شوید، سیر و زنجبیل و نیز عصاره های هیدروالکلی گزنه، گل گاوزبان، زنجبیل، دم اسب، سرخارگل و بومادران در پتری و درون گیاه (تیمار بذری و خاکی) علیه قارچ خاکزاد پاخوره ی گندم (Gaeumannomyces tritici) مورد بررسی قرار گرفت و سپس مؤثرترین ترکیبات درون MSNPs بارگذاری شدند. در ابتدا MSNPs به روش سل-ژل سنتز و سپس با ترکیبات گیاهی منتخب بارگذاری شدند. خصوصیات نانوذرات سنتز شده با استفاده از میکروسکوپ های الکترونی SEM و TEM، آنالیز BET ،FT-IR ،GC-MS و TGA مورد بررسی قرار گرفت. بعد از آن رهایش ترکیبات گیاهی بارگذاری شده از MSNPs در دو محیط آب و خاک مورد ارزیابی قرار گرفت. در مرحله ی بعد اثرات ضد قارچی ترکیبات گیاهی بارگذاری شده درMSNPs در شرایط درون پتری و درون گیاه علیه قارچ بیمارگر ارزیابی شد. نتایج آزمون های ضد قارچی در شرایط پتری و گیاه منجر به انتخاب اسانس های علف لیمو و میخک و نیز عصاره ی گزنه به عنوان ترکیبات گیاهی برتر در کنترل بیماری پاخوره گندم شد. همچنین برای عصاره تیمار خاکی و برای اسانس ها تیمار بذری کنترل بهتری از بیماری ارائه دادند. نتیجه آزاد سازی ترکیبات گیاهی از MSNPs در خاک نشان داد که ترکیبات اخیر میزان پایداری عصاره ی خالص را از 9 روز به 29 روز و میزان پایداری اسانس علف لیمو و میخک را از 5 روز به 37 روز افزایش دادند که نشان می دهد حامل MSNPs از تبخیر یا تجزیه ی سریع اسانس ها و عصاره جلوگیری می کند و پایداری آن ها را در محیط افزایش می دهد. مقایسه میان MIC و MFC ترکیبات گیاهی منتخب قبل و بعد از بارگذاری در MSNPs نشان داد میزان عملکرد ضد قارچی اسانس ها تا سه برابر و عصاره تا دو برابر بعد از نانوکپسوله شدن افزایش یافته است. میزان مهار بیماری در تیمار خاکی در MFC عصاره ی گزنه ی خالص% 54/78 و برای نانوکپسول آن % 26/80 گزارش شد و استفاده از عصاره ی گزنه در شکل خالص و نانوکپسوله شده به ترتیب % 11/53 و % 98/58 سبب افزایش نیتروژن در اندام هوایی گیاهچه های گندم در مقایسه با شاهد بیمار شد. همچنین میزان مهار بیماری در تیمار بذری در MFC اسانس های خالص علف لیمو و میخک به ترتیب % 49 و % 44/57 و در مورد نانوکپسول آن ها به ترتیب % 4/74 و % 27/71 می باشد که تفاوت معنی داری با قارچ کش مانکوزب (% 72) نداشت. به علاوه MSNP های بارگذاری شده با ترکیبات گیاهی به منظور ایجاد یک تیمار بذری مناسب درون آلژینات سدیم قرار گرفتند که میزان کنترل بیماری در این تیمارها برای هردو اسانس %84 گزارش شد. نتایج تست جوانه زنی بذر نیز نشان داد تیمار بذور با ترکیب (اسانس+ MSNPs) و ترکیب (اسانس+ MSNPs +آلژینات) منجر به جوانه زنی بهتر و سریع تر بذور نسبت به تیمار اسانس های خالص شد که در تیمارهای (اسانس+ MSNPs + آلژینات) سرعت جوانه زنی بالاتر بود. نتایج این تحقیق نشان دهنده ی پتانسیل بالای MSNPs برای تحویل بیوسایدها در کشاورزی و افزایش بازده محصولات است که در عین حال پیامدهای ناخواسته ی انتشار سموم دفع آفات در محیط زیست را کاهش می دهد.

Magnetic nanoparticles are a class of nanoparticles that can be used for a variety of applications in a magnetic field due to their unique physical and chemical properties .The important functions provided by these nanomaterials include the immobilization of molecules particulary biomolecules and enhancement of electron transfer between electrode surfaces and molecules.In this project, the design of electrochemical sensors based on magnetic nanoparticles consists of twoparts: Part I: In this section, a simple and sensitive sandwich type electrochemical immunosensor for HBsAg based on magnetic nanoparticles as substrate and probe collector site was constructed that HBsAg between magnetic nanoparticles and Au-thionin nano hybrid was binded as sandwich form. Under optimum conditions, this immunosensor, can detect HBsAg in the linear rang of 0.001fg/ml to 2 ng/ml and detection limit of 0. 3 ag/ml and 1.622 μΑ/pgml-1sensivity. Part II: In this section, the glassy carbon electrode with magnetic metal organic framework (GC/Fe3O4@Cu-BTC) was modified. In fact, the copper is used as an intermediate electron transfer. electrochemical behavior of sensor was studied by diffrential puls voltammetry. The results showed that the modified electrode has good activity for electrochemical oxidation As3+ in low potential (approximately -0.1 V). Hydrodynamic amperometric with rotating electrode and constant potential analysis was used. The detection limit of 0.0002 ppb and sensivity 0.2528 μΑ/ppb was obtaine

در سال های اخیر تحقیقات و مطالعات در حوزه نانو فناوری سرعت رو به رشدی داشته است. علم و فناوری نانو توانایی به دست گرفتن کنترل ماده در ابعاد نانومتری و قابلیت بهره برداری از خواص و پدیده های این بعد در مواد، ابزارها و سیستم های نوین را دارد هنگامی که اندازه یا بعد یک ماده به طور پیوسته از ماکروسکوپیک مانند یک متر یا یک سانتیمتر، به اندازه های خیلی کوچکتر کاهش می یابد رفتار مواد در ابتدا بدون تغییر باقی می ماند، سپس تغییرات کوچکی پیدا می کند، تا سرانجام هنگامی که اندازه به زیر صد نانومتر می رسد، تغییرات چشمگیری در خواص می توانند اتفاق بیفتند. اگر تنها یک بعد تا مقیاس نانو کاهش یابد، ساختار به دست آمده چاه کوانتومی نام دارد و چنانچه فقط دو بعد کاهش یابد، ساختار بهدست آمده سیم کوانتومی نام دارد. مورد آخر از این فرآیند کاهش اندازه، که در آن هر سه بعد تا مقیاس نانو کوچک می شوند، نقطه کوانتومی نامیده می شود. نانوسیم ها به طور ویژه در مطالعات علوم نانو و کاربردهای فناوری نانو مورد توجه هستند. سیم به جسمی اطلاق میشود که در یک بعد گسترش یافته باشد. چنانچه سیمی با قطری در مقیاس نانو باشد، نانوسیم نامیده می شود. نانوسیم ها دارای خواص مکانیکی، مغناطیسی، نوری و الکترونیکی منحصر بفردی می باشند و به همین دلیل به کارگیری وسایل و تجهیزاتی که از انواع نانوسیم ها در اجزایشان استفاده می شود، نوید بخش ظهور تراشه های رایانه ای با سرعت محاسباتی بالا، ساخت وسایل پزشکی جهت تشخیص انواع بیماری ها، بهبود و اصلاح کارت های هوشمند و نمایشگرهای کریستال مایع(LCD) می باشد و همچنین در الکترونیک نوری، سنجش مولکولی و در تولید حسگرهای شیمیایی و نانو الکترونیک و سلول های خورشیدی کاربرد دارد. پیشرفت های اخیر در صنایع الکتریکی و مغناطیسی، پزشکی، زیست فناوری به کمک علم نانو موجب گسترش تحقیق در حوزه مواد نانوساختار مانند نانوسیم ها شده اند. حسگر یک نوع مبدلی است که یک کمیت فیزیکی را به یک سیگنال قابل مشاهده (با چشم یا با ابزارهای الکترونیکی) تبدیل می کند. یک حسگر ایده آل باید دارای ویژگی هایی چون گزینش پذیری، حساسیت، دارای زمان پاسخ و بازیابی سریع، پایداری و طول عمر مناسب باشد. در کنار موارد ذکرشده می توان به گستره پاسخ خطی وسیع، اندازه کوچک و مقرون به صرفه بودن از نظر تولید انبوه نیز اشاره کرد. در اوایل قرن نوزده لانگمویر و بلاجت خواص منحصر بفرد فیلم های نازک را کشف کردند. لانگمویر یک تک لایه اتمی را روی یک زیر لایه جامد لایه نشانی کرد و چند سال بعد بلاجت توانست تعداد لایه اتمی بیشتری را لایه نشانی کند. ایجاد تک لایه اساساً در فصل مشترک بین فاز مایع و فاز گازی صورت می گیرد و از یکنواختی و نظمی در مقیاس مولکولی برخوردار هستند. یک فیلم لانگمویر-بلاجت مجموعه ای از تکلایه ها با ضخامت یک مولکول است. این فیلم ها دارای خواص متنوع الکتروشیمی و فوتوشیمی هستند. روش لانگمویر- بلاجت یکی از معمول ترین روش های ساخت لایه های نازک آلی می باشد. در این روش ابتدا محلول آلی در یک حلال مثل کلروفرم حل شده، سپس به آرامی روی سطح آب خالص موجود در یک تشت چکانده می شود تا محلول به طور یکنواخت روی سطح مایع پخش گردد. پس از تبخیر شدن حلال، مولکول های ماده ی آلی را که روی سطح آب قرار دارند به کمک دو میله که با سطح آب در تماس هستند به یکدیگر نزدیک می کنیم و در یک فشار سطحی مشخص، زیرلایه جامد در آن فرو برده می شود. در این فرآیند یک لایه مولکولی روی سطح زیرلایه نشانده می شود و درهنگام خروج یک لایه دیگر روی زیر لایه جامد قرار می گیرد. انتقال تک لایه به زیرلایه جامد به عوامل زیادی از جمله جهت و سرعت حرکت زیرلایه، فشار سطح و دما وابسته است روش های ساخت نانوسیم ها شامل رسوب دهی بخار شیمیایی، سولووترمال ، هیدروترمال ، پلی ال و روش های استفاده از قالب و... هستند. در این پژوهش برای ساخت نانوسیم ها از روش پلی ال استفاده می نماییم. ما در این پایان نامه قصد داریم: الف) به روش لانگمویر- بلاجت نانوسیم های نقره به صورت یک تک لایه روی سطوح جامد منتقل کنیم. ب) در مرحله بعد از تک لایه نانوسیم های لایهنشانی شده به روش لانگمویر- بلاجت به عنوان بستری مناسب برای انباشت آنزیم استفاده خواهد شد.

In this study, in the first part, Zn-BTC metal-organic frameworks with two different morphologies using a novel indirect bipolar electrodeposition method on the surface of the ITO glass electrode at room temperature and in a short time were synthesized. In this work, the ionic liquid (IL) as the electrolyte. Zinc sulfate (monohydrate) as source of metal ion and 1, 3, 5-tricarboxylic acid or trimesic acid as organic ligands was applied. The synthesized metal-organic framework was characterized by scanning electron microscopy, Energy Dispersive Spectroscopy, X-ray diffraction, X-ray photoelectron spectroscopy and Fourier transform infrared spectroscopy. The abtained results showed that the metal-organic frameworks were successfully synthesized. In the following, the efficiency of the synthesized metal-organic framework as enzyme-like was investigated. UV-VIS spectroscopy showed that in the presence of this structure, the conversion of para nitrophenyl phosphate to p-nitrophenol is successfully accomplished. In the second part, also using the bipolar electrodeposition method in the presence of ionic liquid electrolyte [BMIM] [PF6] on the surface of the ITO conductor glass electrode, two nanostructure metal–organic frameworks were synthesized with the central copper metal and two different ligands including the carboxylic acid group (H3BTC) and the bio organic ligand (tryptophan). Results and observations from scanning electron microscopy, grazing indicience X-ray diffraction, Energy Dispersive Spectroscopy, X-ray photoelectron spectroscopy and Fourier transform infrared spectroscopy confirm the successfully synthesis of the metal-organic framework. In addition, to investigate the electrochemical behavior of synthesized Cu-BTC on the surface of the ITO conductor glass electrode and its electrocatalytic activity for ethanol electrooxidation, cyclic voltammetry and differential pulse voltammetry in 0.1 M phosphate buffer were used.

ما یک ایمن حسگر رنگ سنجی کاغذی را برای تشخیص آنتی ژن CEA با استفاده از نانوکامپوزیت Co2(OH)2CO3-CeO2با فعالیت پراکسیداز فوق العاده ای ارائه می دهیم. مورفولوژی و ترکیب نانوکامپوزیت با تکنیک های SEM، TEM، XRD و XPS مشخص می شود. ایمن حسگر پیشنهاد شده با قرار دادن مخلوط مایع یونی، چیتوسان و آنتی بادی های اولیه بر روی سطح کاغذ، ساخته می شود. در مقایسه با روش های دیگر ایمن سنجی مبتنی بر کاغذ، وقتی از مایع یونی استفاده شد، اتصال پروتئین غیر اختصاصی بروی سطح کاغذ به طور موثر تر حذف شد. آنتی-بادی های ثانویه روی سطح نانوکامپوزیت Co2(OH)2CO3-CeO2 کربوکسیل شده قرار گرفتند. پاسخ ایمنی حساس به وسیله تغییر رنگ ناشی از اکسیداسیون TMB در حضور H2O2 از طریق نانوکامپوزیت Co2(OH)2CO3-CeO2به دست آمد. سنجش رنگ سنجی بر روی کاغذ انجام شد، از گوشی هوشمند برای گرفتن عکس و سپس آنالیز رنگ استفاده شد. تشخیص CEA با استفاده از این روش با گستره خطی 0.002 تا 75 نانوگرم بر میلی لیتر و حد تشخیص 0.51 پیکوگرم بر میلی لیتر انجام شد. در این کار، طراحی ساده، مقرون به صرفه و قابل حمل برای تشخیص نشانگرهای سرطانی نشان داده شد.

در این کار، پوششی از نانوکامپوزیت پلیپیرول/اکسید روی بر روی فوالد زنگ نزن ساخته شد و بهعنوان یک پوشش فیبر جدید برای میکرواستخراج با فاز جامد از فضای فوقانی در استخراج مقادیر ناچیز آالینده- های محیطی یعنی فتاالت استرها از نمونههای آبی، مورد ارزیابی قرار گرفت. فیبر در دو مرحله تهیه شد که شامل ترسیب الکتروشیمیایی پلی پیرول روی سطح فوالد زنگ نزن در مرحلهی اول است و سپس مرحلهی دوم که شامل ترسیب الکتروشیمیایی نانوصفحات اکسید روی میباشد. ساختار متخلخل همراه با نانوصفحات اکسیدروی با میانگین ابعاد 33 نانومتر بهوسیلهی تصویربرداری میکروسکوپ الکترونی (SEM (روی سطح مشاهده شدند. پارامترهای مؤثر بر استخراج فتاالت استرها )یعنی دما و زمان استخراج، دما و زمان واجذبی، غلظت نمک و سرعت همزدن ( بررسی شده و بهوسیلهی روش یک متغیر در یک زمان بهینهسازی شدند. تحت شرایط بهینه )دمای استخراج C ˚03 ،زمان استخراج 43 دقیقه، دمای واجذبی C ˚273 ،زمان واجذبی 5 دقیقه، غلظت نمک 25 %وزنی- حجمی و سرعت چرخش 1333 دور بر دقیقه( حد تشخیصها در محدودهی 30/3 - 35/3 میکروگرم بر لیتر بودند و تکرارپذیری روش و تکرارپذیری ساخت فیبر به ترتیب در محدودهی % 3/7 – 1/6 و % 2/13 – 7/0 بودند. در بخش دوم، یک روش ساده برای شناسایی والپروئیک اسید از طریق میکرواستخراج آن ارائه شد. فیبر پلیمر قالب مولکولی و کروماتوگرافی همراه با دتکتور یونیزاسیون شعله ای برای این منظور مورد استفاده قرار گرفت. برای سنتز فیبر، یک لوله مویین باریک سیلیکا به عنوان قالب در کوپلیمریزاسیون متاکریلیک اسید – اتیلن گلیکول دی متاکریالت قالبگیری شده با والپروئیک اسید بکار رفت. دمای استخراج، زمان استخراج، غلظت نمک، pH ، سرعت چرخش و دمای واجذبی ) یعنی همهی پارامترهایی که میتوانند فرایند استخراج را تحت تاثیر قرار دهند ( اندازهگیری و در نتیجه تنظیم شدند. خطی بودن، دقت و حد تشخیصها به عنوان عناصر تجزیهای تحت شرایط بهینه ارزیابی شدند. مطالعات، یک محدودهی خطی 133 -33/3 میکروگرم بر لیتر با ضریب همبستگی 000/3 را نشان دادند و حد تشخیص برابر با 31/3 میکروگرم بر لیتر اندازهگیری شد. سپس این روش برای شناسایی گزینشی والپروئیک اسید در نمونههای قرص، شربت و خون انسان بطور موفقیت آمیزی بکار برده شد. در این بخش، یک پوشش گرافنی که بوسیلهی روش الیهبرداری الکتروشیمیایی از مغز مداد تهیه شد، بعنوان پوشش فیبر برای استخراج هیدروکربنهای آروماتیک چندحلقهای به روش SPME-HS بکار رفت. الیههای گرافنی با اعمال پتانسیل 2 +ولت به الکترود مغز مداد در محلول اسیدسولفوریک 1M تهیه شدند. پارامترهای مؤثر در استخراج )یعنی دما و زمان استخراج، قدرت یونی، دما و زمان واجذبی ( بوسیله- ی روش یک متغیر در یک زمان بررسی و بهینهسازی شدند. تحت شرایط بهینه ) دمای استخراج 65 درجه سانتیگراد، زمان استخراج 35 دقیقه، غلظت نمک 23 ،%دمای واجذبی 263 درجه سانتیگراد و زمان واجذبی 5 دقیقه( حدتشخیصها در محدودهی 30/3 -31/3 میکروگرم بر لیتر بودند و محدودهی خطی بودن 53- 35/3 میکروگرم بر لیتر با ضریب همبستگی 0060/3-0013/3 بدست آمد. تکرارپذیری فرایند استخراج و تکرارپذیری فیبر به فیبر به ترتیب در محدوده %2/7 -3/4 و %0/0-3/7 بودند.

بخش اول:در این کار تحقیقاتی سعی بر این بود که براساس روش های ارائه شده برای سنتز چارچوب های فلز- آلی، نانوساختاری تهیه شود که در ساخت حسگرها یا زیست حسگرها مورد استفاده قرارگیرد.در این ساختارها از مس به عنوان فلز، و از ترکیبات زیستی به عنوان منبع مواد آلی در ساخت چارچوب های فلز-آلی استفاده شد. در این کار یک حسگر دارای خاصیت شبه آنزیمی برای تشخیص اپی نفرین طراحی شد. خواص شبه آنزیم لاکاز برای نانو کامپوزیت سنتز شده بررسی شد. ترکیب سنتز شده با استفاده از روش های الکتروشیمیایی ولتامتری چرخه ای و روش ولتامتری پالس تفاضلی در محلول بافر فسفات 1/0 مولار بررسی شد. حدتشخیص برای این حسگر 20 میکرو مولار به دست آمد. هم چنین این نانو کامپوزیت باروش رنگ سنجی نیز مورد بررسی قرار گرفت. نتایج بدست آمده نشان می دهد که این نانو کامپوزیت خواصی مانند آنزیم لاکاز را دارد. کلمات کلیدی: چارچوب فلز-آلی، زیست حسگر، شبه آنزیم، لاکاز، رنگ سنجی بخش دوم: در این پروژه سعی بر این بود با به کارگیری فلز پورفیرین ها یک شبه آنزیم مبتنی بر چارچوب های فلز- آلی ستز شود که به عنوان یک حسگر به کار برده شود و تا حدی خواص شبه پراکسیداز را داشته باشد.. در این کار، از همین به عنوان منبع آلی و از روی کلرید به عنوان منبع فلزی استفاده شد. سپس با استفاده از روش های دستگاهی متفاوت مانند: طیف سنجی پخش انرژی پرتو ایکس (EDX)، میکروسکوپ الکترونی روبشی(SEM)، پراش پرتو ایکس(XRD)، آنالیز وزن سنجی حرارتیTGA)) و روش طیف سنجی فوریه مادون قرمز(FT-IR)، ساختارها و مورفولوژی نانو کامپوزیت ها مورد بررسی قرار گرفت. ترکیب سنتز شده با به کارگیری روش های الکتروشیمیایی ولتامتری چرخه ای و ولتامتری پالس تفاضلی در محلول بافر فسفات1/0 مولار بررسی شد. سپس از این حسگر برای تشخیص دوپامین استفاده نمودیم. حدتشخیص این کامپوزیت برای دوپامین 7/4 میکرو مولار بود.

بخش اول: در بخش اول، از نقاط کربنی به عنوان برچسب های فلورسانس کننده برای تعیین ژن HIV-1 در حضور نانوذرات طلا استفاده شده است. افزایش شدت نشر با افزایش غلظت رشته هدف HIV-1از fM 0/50 تا nM0/1 مشاهده شد و حد تشخیص fM 15 بدست آمد. بخش دوم: در این بخش، با استفاده نقاط کربنی یک زیست حسگر نوری برای تعیین نشانگر سرطانی CA125 طراحی شد. با تشکیل هیبرید ساندویچی کاهش در پاسخ فلورسانس حضور آنالیت را در محیط نشان داد.کاهش شدت نشر با افزایش غلظت نشانگر سرطانی CA125 از fg/mL 0/1 تا ng/mL 0/1 مشاهده شد و حد تشخیص fg/mL 5/0 بدست آمد. بخش سوم: در این بخش، یک ایمن حسگر فلورسانسی برای تشخیص هم زمان نشانگرهای سرطانی CA125 و CA15-3 طراحی شد. حسگر پیشنهادی برای تصویربرداری از سلول های سرطانی تخمدان و سینه در رده سلول های OVCAR-3 و MCF-7 استفاده شد. بخش چهارم: در این بخش، تهیه موفقیت آمیز یک نوع جدید از نقاط کربنی دارای نشر دوگانه گزارش شده است. نقاط کربنی تهیه شده هنگام برانگیختگی ، دو طول موج نشری در 336 نانومتر و 540 نانومتر گسیل می کنند، که نشر 540 نانومتر نسبت به قطبیت حلال واکنش نشان می دهد. این نقاط کربنی به عنوان مدلی از گونه های حساس به قطبیت حلال، به منظور مطالعه اثرات solvochromism مورد استفاده قرار گرفتند. بخش پنجم: در بخش پنجم، با استفاده از نشر نوری مستقل از طول موج برانگیختگی نقاط کربنی و وابستگی تغییرات طول موج های نشری به تغییرات pH در بازه pH 0/12-0/2 ، یک نانوپروب حساس به pH درون سلولی را طراحی نمودیم. بخش ششم: در ادامه زیست حسگری جهت تعیین miRNA-155 طراحی شده است. نقاط کربنی در پیوند با مولکول های رودامین یک نانوهیبرید فلورسانس کننده را تشکیل می دهند. AuNPs توانایی فرونشانی سیگنال فلورسانس این مجموعه را دارند. حضور رشته miRNA هدف و برهم خوردن تجمع سبب ایجاد یک پاسخ فلورسانس نسبت سنجی در مجموعه پروب هیبریدی خواهد شد. در شرایط بهینه، محدوده خطیaM 0/1 تا μM1/0 و حد تشخیص aM 3/0 بدست آمد.

دربخش اول، یک زیست حسگر فلورسانس برای تشخیص پروتئینهای داخلی سلالین سرطان سینه، برپایهی پروب سه جزیی متشکل از ساختار هیبریدی SG-dsDNA-GNP به عنوان برچسب نوری، مولکولهای کاتالیتیکی DNAzyme به منظور افزایش حساسیت و همچنین از از نانوذرات مغناطیسی به عنوان سایتهای جمعکنندهی پروب طراحی وساخته شد. پروتئین مارکر، به عنوان کوفاکتور محرک مولکول آنزیم عمل میکند و در نتیجه، رشتهی سوبسترا شکسته شده و برچسب فلورسانس به داخل محلول آزاد میشود. نتایج نشان دهندهی این است که این زیست حسگر، قادر به تشخیص این مارکر پروتئینی در محدودهی خطیml/µgr 05-10E/8 تا 03-95E/1 است. حد تشخیص این زیستحسگر .است 1/72E-5µgr/ml در بخش دوم، یک استراتژی ساده و سریع، برای تشخیص HBsAg ،برپایهی استفاده از پروب دوبعدی ساندویچی متشکل از نانوذرات مغناطیسی Fe3O4 ، به عنوان سایت جمعکنندهی پروب و نانوذرات سیلیکای متخلخل 41-MCM بارگیری شده توسط رنگدانهی فلورسنت رودامینب به عنوان سایت تولیدکننده سیگنال، طراحی و ساخته شد. تغییر حالل به عنوان محرک آزاد کنندهی رنگدانههای محبوس داخل نانوذرات سیلیکای متخلخل به داخل محلول، استفاده شد. نتایج حاصل، نشان داد که ایمن حسگر پیشنهادی توانایی تشخیص HBsAg را در محدودهی خطیml/ngr 9-14E.6 تا 3.0 را دارد. حد تشخیص این ایمن حسگر ml/ngr 9-7e.5 بود. در بخش سوم، یک استراتژی ساده وبا حساسیت باال، برپایهی فلورسانس تقویتیافتهی هیبرید کواالنسی طال-تیونین، به عنوان برچسب فلورسانس ونانوذرات مغناطیسی Fe3O4 به عنوان سایتهای جمعکنندهی پروب، برای تشخیص HBsAg ،طراحی وساخته شد. این استراتژی تشخیصی برپایهی به دام انداختن و سپس آزادسازی برچسبهای فلورسانس، عمل میکند. آنتیژن هپاتید ب بین نانوذرات مغناطیسی ونانوهیبریدهای طال-تیونین، ساندویچ میشود. سپس به منظور آزادسازی برچسبهای به دام انداختهشده، از روش هضمآنتیبادی های قرارگرفته روی نانوذرات، توسط آنزیم پروتئاز پپسین استفاده شد. نتایج نشان داد که این ایمن حسگر توانایی تشخیصHBsAg در محدودهی خطیml/ngr 9-4E.6 تا 012/2 را دارد. حد تشخیص این ایمن حسگر، ml/ngr 9-7e.5 بود.

در این پژوهش از روش الکتروشیمی دوقطبی برای ایجاد نانو ساختارهای ایریدیوم اکسید بر روی سطح الکترود دوقطبی طلا در محلول 〖Ir〗_2 O_3 حاوی اگزالیک اسید استفاده شد. بررسی های الکتروشیمیایی ولتامتری پیمایش خطی و ولتامتر چرخه ای به خوبی نشان دادند که نانو ذرات ایریدیوم اکسید انباشت شده روی سطح الکترود طلا دارای خاصیت الکتروکاتالیستی برای واکنش های تولید اکسیژن (OER) و تولید هیدروژن (HER) هستند. به طوری که پتانسیل در جریان 10 mA برای واکنش OER، 1.43 V بود که در مقایسه با سایر ساختارهای ایریدیوم اکسید گزارش شده در منابع علمی بهبودیافته است و برای واکنش HER، -0.073 V بود که این مقدار به مقدار مربوط به حالت استفاده از الکترود Pt/C بسیار نزدیک است. مقادیر مذکور نسبت به مرجع RHE در محلول های KOH 1M و H_2 〖SO〗_(4 )0.5 M به دست آمده اند. همچنین مقادیر شیب تافل ولتاموگرام ها اعداد 58 mV/dec برای واکنش OER و -53mV/dec برای واکنش HER بود. نتایج این پژوهش به وضوح مؤثر بودن روش الکتروشیمی دوقطبی برای الکتروانباشت روی سطح الکترود طلا را نشان می دهد. این روش فعالیت الکتروکاتالیزوری قابل توجهی را روی سطح الکترود به دست می دهد. به علاوه ساختار و مورفولوژی نانو ذرات ایریدیوم اکسید با استفاده از تکنیک های میکروسکوپ الکترونی روبشی و طیف سنجی پراش پرتوایکس موردمطالعه قرار گرفت. الکتروانباشت روی الکترود طلا با روش جدید الکتروشیمی دوقطبی دارای این پتانسیل است که به عنوان کاتد و آند در فرآیند شکافت آب مورداستفاده قرار گیرد.

ایمن حسگر حساس نورتابی الکتروشیمیایی برای تعیین آنتی ژن سطحی ویروس هپاتیت B بر اساس تقویت سیگنال با استفاده از CdTe@CdS-PAMAM dendrimer به عنوان برچسب نورتاب و نانوذرات Fe3O4 به عنوان بستر طراحی شد. تحت شرایط بهینه، ایمن حسگر طراحی شده، محدوده خطی fg mL-1 3 تا ng mL-1 3 با حد تشخیص fg mL-1 3/0 را نشان داد. بخش دوم: در این بخش، یک ایمن حسگر نورتابی الکتروشیمیایی برای تشخیص هم زمان نشانگرهای سرطانی CEA و AFP با استفاده از PAMAM-luminol-Ab2AFP و PAMAM-QDs-Ab2CEA به عنوان پروب های نورتاب و نانوذرات Fe3O4@SiO2 به عنوان بستر سنجش توسعه یافته است. نقاط کوانتومی CdTe@CdS و لومینول در حضور H2O2 به عنوان عامل هم واکنش دهنده، سیگنال موثری را به ترتیب در 12/1- و 6/0 ولت نسبت به (Ag/AgCl) تولید می کنند. دو نشانگر سرطانی را می توان در محدوده fg mL-1 25/0 تا pg mL-1 20 با حد تشخیص fg mL-1 1/0 تشخیص داد. بخش سوم: در این بخش، یک ایمن حسگر نورتابی الکتروشیمیایی برای تشخیص هم زمان نشانگرهای سرطانی CA-125 و CA 15-3 طراحی شد. نقاط کوانتومی CdTe@CdS وRu (bpy)32+ در حضور تری پروپیل آمین به عنوان هم واکنش دهنده سیگنال موثری را در پتانسیل 2/1 ولت نسبت به (Ag/AgCl) در دو طول موج مختلف 500 و 620 نانومتر تولید می کنند. بخش چهارم: دراین بخش، یک آپتاحسگر انتقال انرزی رزونانس نورتابی الکترشیمیایی حساس بر اساس نانو ساختار های dendrimers/CdTe@CdS QD برای تشخیص انتخابی Hg2+ توسعه یافته است. در شرایط بهینه، محدوده خطی aM 20 تا µM 2 و حد تشخیص برابر aM 2 برای تشخیص Hg2+ بدست آمد. بخش پنجم: در این بخش، نانوخوشه های نیکل به عنوان نشرکننده های جدید نورتاب برای تعیین کراتینین در حضور پلیمر قالب مولکولی توسعه داده شد. Ni NCs تثبیت شده در قالب MIP، یک انتشار نورتابی الکتروشیمیایی آندی را در حضور هم واکنش دهنده TPrA نشان داد. در حضور کراتینین، نشر نانوخوشه های نیکل به طور موثری خاموش شده و حد تشخیص برابر با nM 5/0 بدست آمد. بخش ششم: در این بخش، با استفاده از نانوکریستال های EuSیک حسگر قالب مولکولی نورتابی الکتروشیمیایی برای تعیین ژن HIV-1 طراحی شد. با هیبریداسیون ژن HIV-1 و EuS NCs-ssDNA الکترود ITO اصلاح شده با فیلم پلیمری یک نشر کاتدی را در حضور K2S2O8 نشان داد و افزایش شدت نشر با افزایش غلظت ژن HIV-1 از nM 3/0 تا fM 3 مشاهده شد و حد تشخیص fM 3/0 بدست آمد.

در بخش اول، الکتروپلیمریزاسیون تیوفن 3 -کربوکسیلیک اسید بر روی یک ورقه طلا به عنوان بستر با روش الکتروشیمی دوقطبی انجام میشود تا اینکه یک پلیمری با گروههای عاملی مناسب بر روی سطح بستر حاصل گردد. ورقه طلا اصلاح شده با فیلم پلیمری به عنوان بستر مناسبی برای تثبیت آنزیم بیلیروبین اکسیداز مورد استفاده قرار میگیرد. الکترودهای اصلاح شده با فیلم پلیمری وآنزیم با تکنیکهای میکروسکوپ الکترونی روبشی، طیف سنجی پراش انرژی پرتوی ایکس، میکروسکوپ نیروی اتمی و طیف سنجی امپدانس الکتروشیمیایی شناسایی میشوند. بیوالکترود آماده شده به عنوان یک الکتروکاتالیزور جدید با تکنیکهای ولتامتری نظیر ولتامتری چرخهای به منظور بررسی فعالیت الکتروکاتالیزوری برای واکنش کاهش اکسیژن و محاسبه پارامترهای سینتیکی آن مورد بررسی قرار گرفت. پتانسیل شروع و مقدار دانسیته جریان برای کاهش اکسیژن بر روی الکترود اصلاح شده به ترتیب V 55 / 0 نسبت به مرجع Ag/AgCl و 2-cmμA 967 بودند. بهعلاوه عملکرد الکتروکاتالیزوری ورقه طلا اصلاح شده با روش دوقطبی الکتروشیمیایی برای واکنش کاهش اکسیژن بهتر از ورقه طلای اصلاح شده با بیلیروبین اکسیداز تثبیت شده بر روی پلیتیوفن 3 -کربوکسیلیک اسید سنتزی با سیستم متداول سه الکترودی بود. در بخش دوم، از روش الکتروشیمی دوقطبی برای ایجاد نانوساختارهای طلا بر روی سطح الکترود دوقطبی طلا استفاده شد و سپس الکترود اصلاح شده به عنوان یک بستر مناسب برای تثبیت آنزیم گلوکز دهیدروژناز مورد استفاده قرار گرفت. گلوکز دهیدروژناز تثبیت شده بر روی نانوساختارهای طلا برای اکسیداسیون مستقیم گلوکز استفاده شد. فعالیت الکتروکاتالیزوری الکترود اصلاح شده برای اکسیداسیون گلوکز با استفاده از روش ولتامتری چرخهای مورد ارزیابی قرار گرفت، به نحوی که پتانسیل شروع و بزرگی دانسیته جریان برای اکسیداسیون گلوکز بر روی الکترود اصلاح شده به ترتیب V03 / 0 - نسبت به مرجع Ag/AgCl و 2-cm mA 7 / 2 بودند. نتایج این کار تحقیقاتی به وضوح موثر بودن روش پیشنهادی برای اصلاح سطح ورقه طلا را نشان میدهد که این روش موجب تثبیت صحیح آنزیم شده و در نتیجه فعالیت الکتروکاتالیزوری قابل توجهی را از این آنزیم بر روی سطح الکترود حاصل مینماید. لازم به ذکر است که در هر مرحله از آمادهسازی بیوالکترود ساختار و مورفولوژی الکترود اصلاح شده با تکنیکهای اسپکتروسکوپی

بخش اول: در این بخش یک کامپوزیت سه جزئی متشکل از گرافن اکسید احیا شده/نانوسیم-های کادمیوم سولفید (CdS) تزیین شده با نانو ذرات پلاتین به عنوان یک الکتروکاتالیست و فتوالکتروکاتالیست کارآمد جهت اکسایش اتانول در محیط های قلیایی گزارش شده است. در تهیه این کامپوزیت، ابتدا نانوسیم های CdS با اندازه یکنواخت و قطر متوسط 35 نانومتر و با طول چندین میکرومتر به کمک روش سالوترمال سنتز گردید. در ادامه جهت تهیه کامپوزیت سه جزئی، از عامل کاهنده هیدرازین و یک روش هیدروترمال ساده جهت قرار گرفتن CdS برروی گرافن اکسید و کاهش همزمان یون های پلاتین و گرافن اکسید به منظور تشکیل نانوذرات پلاتین برروی rGO/CdS NWs، استفاده شده است. اطلاعات مربوط به ریخت شناسی، ساختار و خواص این نانوکامپوزیت توسط روش های مختلف شناسایی و بررسی از قبیل: FESEM، TEM، EDX، XRD، XPS، UV-vis و فلورسانس بدست آمد. بررسی فعالیت الکتروکاتالیستی با استفاده از روش های ولتامتری چرخه ای و آمپرومتری نشان داد که کامپوزیت سه جزئی از فعالیت الکتروکاتالیستی بالاتری برای اکسیداسیون اتانول در محیط های قلیایی و همچنین پتانسیل آستانه ی اکسایشی منفی تر، نسبت به دیگر نانوساختارها از قبیل: CdS NWs، rGO/CdS NWs، CdS NWs/Pt NPs و rGO/Pt NPs برخوردار است. علاوه بر این در حضور نور لامپ LED با توان پایین به عنوان منبع تابش، جریان اکسایشی اتانول افزایش چشمگیر نشان می دهد و همچنین پتانسیل آستانه ی اکسایشی آن به پتانسیل منفی تر 950/0- ولت نسبت به الکترود مرجع Ag/AgCl در مقایسه با پتانسیل 870/0- ولتی در تاریکی، جابجا می شود. عملکرد کاتالیستی و فتوالکتروکاتالیستی بالا را می توان به تماس سطحی حداکثری نانوسیم ها با گرافن احیا شده نسبت داد که از کلوخه شدن نانوساختارها و همچنین نوترکیبی حفره-الکترون جلوگیری می کند. علاوه بر این تسریع فرایند انتقال الکترون در حضور گرافن احیا شده و افزایش مساحت سطحی ویژه با قرار گرفتن نانو ذرات پلاتین برروی نانوسیم ها وگرافن احیایی به افزایش فعالیت کاتالیزوری کمک می کند. این تحقیق می تواند یک نقشه راه برای سنتز نیمه هادی های یک بعدی-گرافن احیا شده-نانوذرات پلاتین به عنوان یک کامپوزیت سه جزئی باشد که بتواند در زمینه ی تبدیلات انرژی به عنوان یک فتوکاتالیست نور مرئی کارآمد مورد استفاده قرارگیرد. بخش دوم: در این قسمت نانوس

بخش اول در این کار با استفاده از ورقه طلا به عنوان الکترود کار، نانوذرات مغناطیسی به عنوان بستر نگهدارنده و دی ان ای زیم به عنوان تقویتکننده سیگنال، یک ایمنحسگر الکتروشیمیایی جهت تشخیص HBsAg تهیه کردیم. در این کار از نانوذرات مغناطیسی جهت تثبیت آنتیبادی اولیه استفاده شد و در ادامه مارکر پروتئینی بین نانوذرات مغناطیسی و نانوذرات طلای اصلاح شده با دی ان ای زیم و متیلنبلو ساندویچ شد. دی ان ای زیم با داشتن خاصیت پراکسیداز احیای آب اکسیژنه را به کمک متیلنبلو کاتالیز میکند. نتایج نشان داد که این ایمنحسگر قادر به تشخیص HBsAgدر محدوده خطی 1-100 pg/mlبود. حدتشخیص این حسگر نیز 0/46 pg/mlبود. ایمنحسگر موردنظر به دلیل داشتن حساسیت بالا و خواص کاتالیزوری عالی دی ان ای زیم، ابزار امیدبخشی برای کاربردهای بالینی و تشخیص بیماریها، به حساب میآید. بخش دوم در این کار یک ایمنحسگر بسیار حساس جهت تشخیص ،HBsAgبرپایه خواص آنزیمی همین/جی- چهارتایی و Fe3O4طراحی کردیم. جی- چهارتایی- دی ان ای زیم، متشکل از همین و نوکلوئیکاسید غنی از باز گوانین، با داشتن خاصیت پراکسیداز یک تقویتکننده سیگنال موثر به حساب میآیند. نانوکامپوزیت Fe3O4–Auبا داشتن مساحت سطح بالا و خواص شبه آنزیمی بستر مناسبی را جهت تثبیت همین/جی-چهارتایی فراهم میکند. مارکر پروتئینی بین آنتیبادی اولیه قرار گرفته بروی گرافناکسید و آنتیبادی ثانویه قرار گرافته بروی نانوکامپوزیت Fe3O4–Auساندویچ میشود. نانوذرات Fe3O4و دی ان ای زیم به طور همزمان احیای آباکسیژنه در حضور متیلنبلو را کاتالیز میکنند. ایمنحسگر تهیه شده با داشتن محدوده خطی 0/1-300pg/mlو حدتشخیص 0/06 pg/mlیک روش حساس جهت تشخیص مارکرهای پروتئینی فراهم آورد

در این پایان نامه به بررسی جنبه های الکتروکرومیکی نانوذرات چند لایه ای طلا و تنگستن تری اکسید بر روی نانو صفحه های گرافن می پردازیم.

در این پایان نامه به طراحی و ساخت حسگرهای فلورسانس بر پایه نقاط کوانتمی می پردازیم.

در این پایان نامه به بررسی سنتز و بکارگیری نانوکامپوزیت های حساس به نور مرئی برای توسعه حسگرهای فوتوالکتروشیمیایی می پردازیم.

در این پایان نامه به طراحی و ساخت حسگرها و زیست حسگرها بر پایه نانوذرات سیلیکون کاربید اصلاح شده می پردازیم.

توت فرنگی یکی از محصولات با ارزش باغی است که به دلیل بافت نرم، رطوبت و فعالیت متابولیکی بالا و حساسیت به عوامل قارچی، عمرانبارداری بسیارکوتاهی دارد. کاربرد ترکیبات شیمیایی مصنوعی ضدقارچی به منظور افزایش ماندگاری این میوه نگرانی های فراوانی به دنبال داشته است. به همین دلیل استفاده از روش های ایمن برای کنترل فساد و حفظ کیفیت میوه ی توت فرنگی در زمان نگهداری در انبار ضروری است. اخیرأ، استفاده از پوشش های خوراکی به عنوان یک راهکار امیدوارکننده برای بهبود کیفیت و گسترش ذخیره سازی و عمرانبارداری میوه ها مطرح شده است. در این پژوهش اثر پوشش خوراکی براساس ژل آلوئه ورا (33 درصد) به همراه اسیدآسکوربیک (0، 1، 3 و 5 درصد) و پوشش نانو اکسید روی (100-30 نانومتر) در سه غلظت مختلف (03/0، 07/0 و 5/0 درصد) بر کیفیت پس از برداشت میوه توت فرنگی رقم "پاروس" در طی ذخیره سازی مورد بررسی قرار گرفت. پس از اعمال تیمارها،خصوصیات فیزیکی، بیوشیمیایی و میکروبی در زمان های 0، 3، 6، 9، 12، 15 و 18 روز در طی نگهداری (دمای 1 درجه سانتی گراد و رطوبت نسبی 95 درصد) مورد بررسی قرار گرفتند. پوشش ژل آلوئه ورا + اسیدآسکوربیک موجب تأخیر در کاهش وزن و افزایش مواد جامد محلول کل شده و سفتی بافت میوه را حفظ کرد. همچنین در تیمارهای ژل آلوئه ورا + اسیدآسکوربیک میزان ویتامین ث، اسیدیته قابل تیتراسیون، آنتوسیانین، فنول کل و فعالیت ضداکسایشی بیشتر از میوه های شاهد بود. پوشش ژل آلوئه ورا + اسیدآسکوربیک جمعیت باکتری های مزوفیل هوازی کل، مخمرها و کپک ها را کاهش داد. در بین تیمارهای مختلف، ژل آلوئه ورا + 5% اسیدآسکوربیک بیشترین تأثیر را در تأخیر تغییرات مربوط به رسیدگی و کاهش جمعیت میکروبی داشت. این نتایج نشان می دهد ترکیب اسیدآسکوربیک و ژل آلوئه ورا پتانسیل حفظ کیفیت پس از برداشت میوه توت فرنگی را دارد. تیمارهای نانو اکسید روی به طور معنی داری کاهش وزن را به تأخیر انداخته و سفتی بافت میوه را حفظ کرد. محتوای آنتوسیانین، ویتامین ث، اسیدیته قابل تیتراسیون، فنول کل و فعالیت ضداکسایشی در تیمارهای نانو اکسید روی بیشتر از شاهد بود. همچنین تیمارهای نانواکسید روی جمعیت میکروبی را در طول ذخیره-سازی میوه کاهش داد. در بین تیمارهای مختلف، 5/0 درصد نانو اکسید روی بیشترین تأثیر را در تأخیر تغییرات مربوط به رسیدگی و کاهش جمعیت میکروبی

در این پژوهش به بررسی ساخت حسگرهای الکتروشیمیایی H2O2 بر اساس الکترود کربن شیشه ای اصلاح شده با نانوکامپوزیت های منگنز اکسید، فیلم نافیون و DNA می پردازیم.

از میان روش های متنوعی که برای تعیین کمی آنالیت ها توسعه داده شده اند روش های الکتروشیمیایی به دلیل سادگی و حساسیت بالا دارای کاربردهای بسیار زیادی هستند اما اغلب واکنش اکسیداسیون و احیای مستقیم آنالیت در سطح الکترود معمولی، برگشت ناپذیر بوده و نیاز به اضافه ولتاژ بالایی دارند. نانومواد به عنوان گزینه های بسیار عالی برای اصلاح الکترودها معرفی شده اند، بنابراین در این کار نانوکامپوزیت های جدیدی ساخته شد و از آن ها برای ساخت حسگرهای الکتروشیمیایی استفاده شد. در قسمت اول کار برای اولین بار الکترود اصلاح شده با نانو کامپوزیت Pt/N-Gr به طور موفقیت آمیز برای اندازه گیری هیدرازین در پتانسیل های کاهش یافته بکار گرفته شد. الکترود کربن شیشه ای اصلاح شده با Pt/N-Gr فعالیت الکتروکاتالیزوری بسیار خوبی نسبت به اکسیداسیون هیدرازین در اضافه پتانسیل کاهش یافته نشان می دهد(4/0- ولت نسبت به الکترود مرجع Ag/AgCl در محلول بافر فسفات با pH 9 ). فعالیت الکتروکاتالیزی الکترود اصلاح شده در برابر هیدرازین به وسیله ولتامتری چرخه ای ارزیابی شد. برای دستیابی به بهترین پارامترهای کاتالیتیکی مانند حد تشخیص و گستره دینامیک خطی تکنیک آمپرومتری هیدرودینامیک مورد استفاده قرار گرفت و گستره ی دینامیکی 1/0 تا 555 میکرومولار با حدتشخیص 66 نانومولار و حساسیت694/0 برای هیدرازین در الکترود اصلاح شده با نانوکامپوزیت Pt/N-Gr به دست آمد. سپس، انتخاب پذیری الکترود اصلاح شده، در حضور گونه های خارجی مختلف موجود در محلول آنالیت، آزمایش شد. نتایجِ حاصل، نشان دهنده ی انتخاب پذیری قابل قبول برای این الکترود می-باشد. در ضمن از آن جا که هیدرازین یکی از سوخت های بکار رفته در طراحی پیل های سوختی است، این الکترود می تواند به عنوان آند در پیل های سوختی بکار گرفته شود. در نهایت، کاربرد موفقیت آمیز الکترود در نمونه حقیقی (آب بویلر) مورد بررسی قرار گرفت و صحت قابل قبولی به-دست آمد. در قسمت دوم این پروژه، از الکتروکاتالیست نانوذرات آلیاژی Fe-Pt استفاده شد که قابلیت کاتالیزوری آن برای اکسیداسیون گلوکز در محلول بافر فسفات با 7=pH بسیار زیاد است و به طور قابل توجهی شدت جریان اکسیداسیون را افزایش داد. الکترود کربن شیشه ای اصلاح شده باPt/N-Gr فعالیت الکتروکاتالیزوری خوبی برای احیای اکسیژن نشان داد. بنابراین پیل زیستی گلوکز/اکسیژن ر

در این پایان نامه به ساخت حسگر و زیست حسگرها بر پایه ی اصلاح سطحی نانوذرات تیتانیوم دی اکسید با مولکول آلی-معدنی و زیست مولکول ها می پردازیم.

در این پژوهش به برررسی سنتز و مشتق سازی نانوصفحه های گرافن برای توسعه ی حسگرها و زیست-حسگرهای الکتروشیمیایی، پیل های سوختی و زیست-سوختی می پردازیم.

در این پژوهش به برررسی طراحی و ساخت ایمن حسگرهای الکتروشیمیایی بر پایه نانوکامپوزیت های اصلاح شده جدید می پردازیم.

از میان روشهای متنوعی که برای تعیین کمی آنالیتها توسعه داده شدهاند روشهای الکتروشیمیایی به دلیل سادگی و حساسیت بالا از اهمیت زیادی برخوردارند. اما واکنش اکسیداسیون و احیای مستقیم آنالیت در سطح الکترود معمولی، برگشت ناپذیر بوده و نیاز به اضافه ولتاژ بالایی دارد. بالا بودن اضافه ولتاژ، باعث آلوده شدن الکترود و کاهش تکرار پذیری، گزینش پذیری و حساسیت میشود. ورود نانوذرات دارای خواص کاتالیزوری به حوزه الکتروشیمی و استفاده از آنها در حسگرها و زیست حسگرها، میتواند اضافه ولتاژ بسیاری از واکنشهای مهم الکتروشیمیایی را کاهش داده و حتی میتواند باعث برگشت پذیر شدن بعضی واکنشهای ردوکس شود که در الکترودهای عادی غیر برگشت پذیراند.

در سال های اخیر نانوذرات در زمینه های مختلف کاربرد گسترده ای پیدا کرده اند. علم و فناوری نانو توانایی به دست گرفتن کنترل ماده در ابعاد نانومتری و بهره برداری از خواص و ویژگی های نانومواد در ابزارها و سیستم های نوین است.

ندارد

یک روش استخراج فاز جامد مغناطیسی، با استفاده از نانو کامپوزیت مغناطیسی گرافن/Fe3O4عامل دار شده با آمین برای تعیین انتخابی یون های مس به وسیله طیف سنجی جذب اتمی شعله ارائه شده است. تأثیر متغیر-های مختلف بر روی استخراج از جمله pH،نوع حلال شوینده، حجم نمونه،دما، مقدار کامپوزیت وزمان سونیکیت مورد مطالعه و بررسی قرار گرفتند. در این روش به 50 میلی لیتر محلول آبی حاوی 10 میکروگرم بر لیتر یون Cu2+ که در 6pH= تنظیم شده است 005/0 گرم کامپوزیت اضافه شده و به مدت 10 دقیقه در التراسونیک قرار داده شد، بعد از جمع آوری کامپوزیت توسط آهنربا، یون های جذب شده به وسیله 5/0 میلی لیتر کلریدریک اسید 1/0 مولار واجذب و مستقیماً به دستگاه جذب اتمی شعله تزریق گردید. اثر یون هایمداخله-کننده نیز مورد بررسی قرار گرفت. تحت شرایط بهینه با حجم نمونه 50 میلی لیتر، فاکتور تقویت برابر با 08/95 بدست آمد. حد تشخیص بدست آمده برای روش برابر 9/0 نانوگرم بر میلی لیتر بود و درصد انحراف استاندارد نسبی برای هشت مرتبه اندازه گیری برابر با 23/1 % بدست آمد. این روش به خوبی برای تعیین مس در نمونه-های بادمجان، لوبیا قرمز و قارچ مورد استفاده قرار گرفت.

الکترود کربن شیشه ای اصلاح شده با نانوکامپوزیت حاوی نانو ذرات مغناطیسی اکسید آهن/ گرافن اکسید کاهش یافته (Fe3O4/r-GO/GC) جهت طراحی یک سیستم سنجش زیستی الکتروشیمیایی با عملکرد بالا توسعه بیشتری یافته است. الکتروشیمی مستقیم آنزیم گلوکزاکسیداز در الکترود کربن شیشه ای اصلاح شده با Fe3O4/r-GO بررسی شده است. در مقایسه با نانوورقه های گرافن اکسید کاهش یافته منفرد و یا نانوذرات اکسید آهن، نانوکامپوزیت Fe3O4/r-GO مساحت سطح بزرگتری دارد و یک محیط ریز مناسب تری را جهت تسهیل انتقال الکترون بین الکترود و ملکول های آنزیم فراهم می کند. آنزیم گلوکزاکسیداز تثبیت شده فعالیت زیستی خود را حفظ کرده و یک واکنش انتقال دو الکترونی- دو پروتونی برگشت پذیر و با کنترل سطح را نشان داده و یک ثابت سرعت انتقال ناهمگن (ks) با مقدار 1s- 96/4 ارائه می دهد.

فرایند رودکس زوج که در پیش از 300 آنزیم دی پیدروژناز است در سال های اخیر از موضوعات مهم تحقیقاتی بوده که دارای کاربردهای تجزیه ای و زیستی است. در این کار ما از الکترود کربن شیشه ای اصلاح شده با نانوصفحات گرافن و کمپلکس روتنیوم شامل لیگاند 1 و 10-فنانترولین و 5 و 6-دی اون به عنوان بستری مناسب برای اکسایش الکتروکاتالیتیکی NADH بکار گرفته شده است.

روش اندازه گیری فوتوالکتروشیمیایی به عنوان یک روش تجزیه ای نویدبخش و با کارایی بالا برای اهداف زیست حسگری توسعه یافته است. در کار از یک روش تک مرحله ای هیدروترمال و ساده برای تهیه نانوکامپوزیت استفاده شده است.

در این پروژه تهیه نانوسیم های مس به روش اثبات الکترو شیمیایی درون قالب پلی کربنات با حفراتی به قطر 80-120 نانومتر و با استفاده از محلول سولفات مس انجام شده است.

حسگرها و بیوحسگرهای الکتروشیمایی به دلیل حساسیت زیاد، انتخاب گری بالا، زمان پاسخ دهی سریع، قیمت مناسب و قابل حمل بودن بسیار مورد توجه قرار دارند. از طرف دیگر حسگرهای الکتروشیمیایی دارای محدودیت هایی نیز هستند، که از جمله آنها می توان به پایداری کم در مدت زمان های طولانی اشاره کرد.

ندارد