دانلود مقاله ترجمه شده خصوصیات یک حسگر جیوه الکتروشیمیایی با استفاده از ولتامتری جریان متناوب، چرخه ای، موج مربعی و پالس تفاضلی

Here we report the characterization of an electrochemical mercury (Hg(2+)) sensor constructed with a methylene blue (MB)-modified and thymine-containing linear DNA probe. Similar to the linear probe electrochemical DNA sensor, the resultant sensor behaved as a "signal-off" sensor in alternating current voltammetry and cyclic voltammetry. However, depending on the applied frequency or pulse width, the sensor can behave as either a "signal-off" or "signal-on" sensor in square wave voltammetry (SWV) and differential pulse voltammetry (DPV). In SWV, the sensor showed "signal-on" behavior at low frequencies and "signal-off" behavior at high frequencies. In DPV, the sensor showed "signal-off" behavior at short pulse widths and "signal-on" behavior at long pulse widths. Independent of the sensor interrogation technique, the limit of detection was found to be 10nM, with a linear dynamic range between 10nM and 500nM. In addition, the sensor responded to Hg(2+) rather rapidly; majority of the signal change occurred in <20min. Overall, the sensor retains all the characteristics of this class of sensors; it is reagentless, reusable, sensitive, specific and selective. This study also highlights the feasibility of using a MB-modified probe for real-time sensing of Hg(2+), which has not been previously reported. More importantly, the observed "switching" behavior in SWV and DPV is potentially generalizable and should be applicable to most sensors in this class of dynamics-based electrochemical biosensors

چکیده

در اینجا ما خصوصیات حسگر جیوه الکتروشیمیایی (Hg2+) ساخته شده با کاوشگر متیلن آبی (MB) اصلاح شده و DNA خطی حاوی تیمین را گزارش می­دهیم. مشابه کاوشگر خطی حسگر الکتروشیمیایی DNA، حسگر حاصل به عنوان یک حسگر "سیگنال خاموش" در ولتامتری جریان متناوب و ولتامتری چرخه ای رفتار کرد. با این حال، با توجه به فرکانس یا پهنای پالس اعمال شده، این حسگر می­تواند هم به عنوان یک حسگر "سیگنال خاموش" و یا "سیگنال روشن" در ولتامتری موج مربع (SWV) و ولتامتری پالس تفاضلی (DPV) رفتار کند. در SWV، حسگر، در فرکانس های پایین رفتار "سیگنال روشن" و در فرکانس های بالا رفتار "سیگنال خاموش" نشان داد. در DPV، حسگر رفتار "سیگنال خاموش" را در پهنای پالس کوتاه و رفتار "سیگنال روشن" را در پهنای پالس طولانی نشان داد. علاوه بر بررسی حسگر، حد تشخیص حسگر با محدوده دینامیکی خطی بین 10 نانومتر و 500 نانومتر، 10 نانومتر بدست آمد. علاوه براین، این حسگر به Hg2+ نسبتا سریع پاسخ داد و اکثرا تغییر سیگنال در کمتر از 20 دقیقه رخ داد. به طور کلی، این حسگر تمام ویژگی های این دسته از حسگرها را حفظ می­کند. این حسگر بدون واکنشگر، قابل استفاده مجدد، حساس، خاص و گزینش پذیر است. این مطالعه همچنین امکان استفاده از یک کاوشگر متیلن آبی اصلاح شده را برای سنجش زمان واقعی حسگری از Hg2+ برجسته می­کند که قبلا گزارش نشده است. از همه مهمتر، رفتار مشاهده شده "تعویض" در SWV و DPV به طور بالقوه قابل تعمیم است و باید در بسیاری از حسگرهای این دسته از حسگرهای زیستی الکتروشیمیایی پایه دینامیکی عملی باشد.

1-مقدمه

جیوه به دلیل واکنش پذیری بالای آن، نوسانات شدید و حلالیت نسبی در آب و بافتهای زنده، یکی از آلاینده های زیست محیطی سمی در نظر گرفته می­شود [1،2]. حتی در مقادیر بسیار اندک، زمانی که در کلیه، قلب، مغز و سایر اندام های حیاتی انباشته شود، می­تواند به ضایعه شدید اعضای بدن، اختلالات سیستم اعصاب مرکزی و حتی مرگ در موارد شدید منجر شود [3]. بنابراین، تکنیک های تحلیلی قادر به تشخیص سریع و حساس یون جیوه (Hg2+) در نمونه های زیست محیطی، مواد غذایی، کشاورزی، بالینی، و محصولات دارویی بسیار اهمیت دارند. در میان روش های موجود، روش های تحلیلی اغلب به کار گرفته شامل طیف سنجی جذب اتمی، اسپکتروفتومتری UV-vis، و روش استقرایی همراه با طیف سنجی جرمی پلاسما می­ باشند...