بخشی از مقاله
چکیده:
در این تحقیق ایجاد یک حسگر برای تعیین الکتروشیمیایی انسولین با استفاده از الکترود مغزمداد اصلاح شده با گرافن و پلی پایرول مورد بررسی قرار گرفته است. و چند پارامتر موثر در اصلاح الکتروشیمیایی مورد ارزیابی قرار گرفته است، و شرایط بهینه پیشنهاد شده است. اصلاح الکترود مغز مداد بوسیله روش ترکیبی گرافن و پلی پایرول بهتر از تک تک انها پاسخ برای تعیین انسولین میدهد، و همچنین بافر اندازگیری با pH=11 با غلظت 0/04مولار و غلظت 0/2مولار الکترولیت کمکی KCl شرایط بهینه ای برای اندازه گیری این ماده بوجود اورده است. مراحل شرح داده شده اجازه میدهد تا اندازگیری انسولین با منحنی خطی تکرار پذیری و با دقت مناسب در فاصله غلظتی 0/225 تا 1/235 میکرومولار انجام پذیرد. حد تشخیص در حدود 8/65 نانومولار بدست آمد. کاربرد این روش تحقیقی جدید با آنالیز در نمونه خون انسان مورد بررسی قرار گرفت.
1 .مقدمه
انسولین یکی از هورمونهایی است که تاثیرات مختلفی در متابولیسم و دیگر اعمال بدن میگذارد. - Wright, James R,2014,p.485 - انسولین با اثر به سلولهای کبد باعث میشود این سلولها با گرفتن قند از خون و ذخیره آن به صورت گلیکوژن، قند خون را کاهش دهند و با تجمع گلیکوژن در سلولهای ماهیچهای به عنوان یک منبع سوخت- انرژی را افزایش دهد. همچنین با اثر به بافتهای چربی، استفاده از چربی به عنوان منبع سوخت را متوقف میکند. در صورت نبود یا کمبود انسولین در خون، بدن از چربی به عنوان منبع سوخت استفاده میکند. انسولین به عنوان مرکز کنترل متابولیسم بدن عمل میکند. - - Sonksen P,2000,p.69
انسولین در پزشکی برای درمان نوعی دیابت شیرین استفاده میشود. در دیابت شیرین نوع یک - دیابت وابسته به انسولین - توانایی تولید انسولین در بدن کاهش مییابد یا قطع میشود از این رو با تزریق روزانه انسولین - اغلب به صورت زیر پوستی - علایم بیماری از بین میرود. با توجه به نقش بسیار حیاتی انسولین در موجودات زنده، اندازهگیری انسولین در آزمایشگاههای تشخیص طبی و کلینیکهای دیابتی از اهمیت زیادی برخوردار است.
به همین دلیل روشهای متعددی جهت آنالیز کمی انسولین مورد بررسی و استفاده قرار گرفتهاند که آزمایش ایمنی، کروماتوگرافی مایع با کارآیی بالا و الکتروفورز مویینه از این جملهاند. روشهای کروماتوگرافی به دلیل یک مرحله جداسازی اولیه، گزینشپذیرتر شده و نتایج قابل اطمینانتری ارائه میکنند ولی آشکارسازهایی که در این روشها استفاده میشوند اغلب توانایی آشکارسازی نمونههایی با غلظت نانو مولار و کمتر را ندارند. در مجموع این روشها زمان بر، هزینه بر و پرزحمت هستند. به همین دلیل ارائهی روشهای اندازهگیری انسولین که مشکلات روشهای پیشین را نداشته و حساسیت خوبی داشته باشند و بتوان به راحتی در آزمایشگاههای تشخیص طبی از آنها استفاده کرد، توجه محققان زیادی را به خود جلب کرده است.
تعیین الکتروشیمیایی انسولین بسیار مورد توجه است، زیرا این روش در مقایسه با روشهای فوق دارای حساسیت مناسب است و در عین حال ساده و ارزان بوده و زمان کمی برای آنالیز نمونهها مورد نیاز است که در این مطالعه نیز از تعیین الکتروکاتالیتیکی انسولین بهوسیلهی الکترود اصلاح شده استفاده شده است - Banafsheh Rafiee, Ali Reza Fakhari . 2013 p130 - در سال Serafín V 2014 وفق به ساخت ایمونوسنسور الکترو شیمیایی برای فاکتور رشد شبه انسولین با استفاده از از الکترود مغزمداد اصلاح شده با کربن نانوتیوب و پلی پایرول پروپیونیک اسید شده و از تکنیکهای الکتروشیمایی امپدانس اسپکتروسکپی بهره جسته و همچنین انسولین را با حد تشخیص 0/25پیکو گرم بر لیتر اندازه گیری نموده است. - - Serafín V,2014
.2تجربی
.1-2شیمیایی
گرافیت مغز مداد تهیه شده از شرکت روترینگ آلمان. - - Germany, R505210N Type H این مدادها عموما ازگرافیت طبیعی و الیاف پلیمری و خاک رس میباشد. قطر مداد ها 0/2میلی متر میباشد.آب دیونیزه جهت تهیه همه محلولها مورد استفاده قرار گرفته است. انسولین مورد استفاده ساخت شرکت داروسازی اکسیر میباشد. نمونه سرم خون از آزمایشگاه شخصی تهیه شده است.در این ازمایش محلول انسولین متشکل از یک میلی لیتر انسولین به حجم رسیده با آب دیونیزه در بالن 25میلی لیتری که از این محلول هر بار با حجمهای مشخص در سل اندازه گیری حاوی بافر بریتون رابینسون 0/04مولار و نمک 0/2 KClمولارمورد استفاده قرار گرفته است.
.2-2 تجهیزات
از دستگاه اوتولب مدلPGSTAT302N با نرم افزار نوا 1,8 برای انجام ازمایشهای الکتروشیمایی استفاده شده است.گرافیت مغز مداد به شعاع 0/2میلی متر به عنوان الکترود کار و الکترود کالومل اشباع به عنوان الکترود مرجع و نیز الکترود میله ای از جنس پلاتین به عنوان الکترود کمکی مورد استفاده قرار گرفته اند. همه ازمایشها در دمای اتاق وبدون اکسیژن زدایی از محلولهای صورت پذیرفته است تهیه الکترود اصلاح شده گرافیت:
برای اینکه سطح مقطعی ثابت و یکنواخت از الکترود داشته باشیم، دور تا دور مداد توسط یک لوله تفلونی با قطر خارجی 2mm پوشانده می شود ، بطوریکه در یک انتها فقط سطح مقطع، آزاد باشد. مداد از طرف سطح مقطع در تماس با محلول قرار داده می شود و از انتهای فاقد روکش، اتصال الکتریکی صورت می گیرد . بعد از اتمام هر آزمایش و قبل از شروع آزمایش دیگر، حدود 2mmاز الکترود بر روی سمباده نرم با درجه 2000 صیقل داده می شود تا اثرات حافظه از آزمایش قبلی، کاملا پاک شود و سطحی کاملا تمیز بدست آید. سپس سطح الکترود بر روی یک صفحه کاغذ A4 تا ایجاد سطح آیینه ای صیقل داده می شود- - M.H. Pournaghi Azar,2006,p.144 - سپس هر میلی گرم از گرافن را با نسبت یک به یک از میلی لیتر های اتانول یا سدیم دو دسیل سولفات 0,1 مولار مخلوط کرده و به مدت یک ساعت تحت امواج التراسونیک قرار میدهیم و با استفاده از سمپلر مقدار 5 میکرولیتر از محلول حاصل را بر روی سطح الکترود قطره گذاری میکنیم.
بعد از خشک شدن قطره برروی سطح الکترود کار ، انرا در محلولی از پایرول با غلظت 150 میلی مولار و سدیم پرکلرات باغلظت 50 میلی مولار قرار می دهیم - از این محلول قبلا بیست دقیقه گاز نیتروژن عبور داده ایم - و تحت اتمسفر نیتروژن روش ولتامتری چرخه ای را از ولتاژ 0,1 تا 1 ولت با 8 دور و با سرعت روبش 50 میلی ولت بر ثانیه جهت انجام الکتروپلیمریزاسیون پایرول بر سطح الکترود کار انجام می دهیم. سپس الکترودها را به محلول 0,5مولار سدیم هیدروکسید انتقال داده و ولتاژ ثابت 1,2 ولت اعمال میکنیم تا جایی که جریان به بیش از 8 میکروآمپر برسد - این کار جهت اکسیداسیون گرافن و افزایش حسایت الکترود انجام می گیرد - . الکترود اصلاح شده جهت انجام واکنش های الکتروشیمیایی مختلف آماده می باشد.
-3 نتایج و بحث .1-3رفتار الکتروشیمیایی انسولین بر روی الکترود برهنه و الکترود اصلاح شده
در این بررسی ابتدا الکترود مغزمدادبرهنه در الکترولیت زمینهی بریتون - رابینسون 0/04M حاوی 0/695ʽMانسولین قرار داده شد و ولتاموگرام مربوطه رسم گردید - شکل. - 2 در بررسی دیگر الکترود اصلاح شده با گرافن و الکترود اصلاح شده با گرافن و پلی پایرول در الکترولیت زمینهی بریتون - رابینسون 0/04M حاوی0/695 ʽMانسولین قرار داده شد و ولتاموگرام مربوطه رسم گردید. و در یک ولتامو گرام برای مقایسه قرار دادیم. در الکترود برهنه پیک ضعیف در این غلظت برای انسولین مشاهده شده. اما در اثر اصلاح الکترود با گرافن پیک اکسایش بهتر و در اصلاح با گرافن و پایرول بهترین نتیجه حاصل شد . به نظر می رسد که با اصلاح الکترود در اثر ایجاد سایتهای فعال بر روی الکترود کار اکسایش انسولین کاتالیز می شود. پس در ادامهی کار از الکترود مغزمداداصلاح شده با گرافن/پایرول استفاده شده است.
