DESIGN AND SYNTHESES OF FLUORESCENT SENSORS BASED ON [5]HELICENE DERIVATIVES FOR DETERMINING THE HAZARD OF HEAVY METALS FOR THE. ANUWUT PETDUM: DESIGN AND SYNTHESES OF FLUORESCENT SENSORS BASED ON [5]HELICEN DERIVATIVES FOR DETERMINING THE HAZARD OF HEAVY METALS FOR ENVIRONMENTAL PROTECTION Thesis advisor: ASSOCCIATE PROFESSOR DR.
สารบัญรูปภาพ
ฟลูออเรสเซนต์เซ็นเซอร์ส าหรับไอออนเงิน
ในปี 2558 Yong Li และคณะ [18] ได้แนะนำกลุ่มของสารเรืองแสง tetraphenylethylene ที่เชื่อมโยงกับ dimethyldithiocarbamate ชนิดไอโอโนฟอร์ซึ่งประกอบด้วยอะตอมไนโตรเจนและซัลเฟอร์เป็นองค์ประกอบ เซ็นเซอร์เรืองแสงที่ได้รับ (เซ็นเซอร์ 1) สามารถใช้ทดสอบความสามารถในการจับไอออนเงินในระบบตัวทำละลายได้ สารละลายคือส่วนผสมของน้ำและเตตระไฮโดรฟูแรน (THF) เซ็นเซอร์ฟลูออเรสเซนต์นี้มีความสำคัญ มีความเฉพาะเจาะจงมากสำหรับไอออนเงิน ค่าที่วัดได้ต่ำสุดคือ M (94 ppb) เซ็นเซอร์ฟลูออเรสเซนต์ชนิดนี้มีการเปลี่ยนแปลงในการเปล่งแสง เซ็นเซอร์ฟลูออเรสเซนต์แบบปิด นอกจากนี้ ยังจำเป็นต้องใช้เซ็นเซอร์ฟลูออเรสเซนต์ดังกล่าวด้วย รายละเอียดเพิ่มเติม ซิลเวอร์ไอออนมีค่าสูงมาก เซ็นเซอร์เรืองแสงที่สามารถตรวจจับไอออนเงินได้ ด้วยการเปลี่ยนสัญญาณ Off-ON ฟลูออเรสเซนต์ที่สามารถทำงานในระบบฟลูออเรสเซนต์ได้ สารละลายเอทานอล (เอทานอล) ด้วย
ฟลูออเรสเซนต์เซ็นเซอร์ส าหรับไอออนปรอท
ฟลูออเรสเซนต์เซ็นเซอร์ชนิด fluorescence resonance energy transfer (FRET)
สารเรืองแสงชนิด [5]helicene
อุปกรณ์
- ชุดกรองแบบลดความดัน 1.17 Clamp และ Clamp Holder
สารเคมี
- การสังเคราะห์ฟลูออเรสเซนต์เซ้นเซอร์ HC4
- การสังเคราะห์ฟลูออเรสเซนต์เซ็นเซอร์ HC4
- การสังเคราะห์ฟลูออเรสเซนต์เซ็นเซอร์ NF05
- การสังเคราะห์ฟลูออเรสเซนต์เซ็นเซอร์ NF9
รูปที่ 35 แสดงโครงสร้างของเซ็นเซอร์เรืองแสง HC4 รูปที่ 38: การสังเคราะห์เซ็นเซอร์เรืองแสง HC4
การทดสอบประสิทธิภาพในการตรวจจับไอออนโลหะหนักของเซ็นเซอร์
- เตรียมสารละลายฟลูออเรสเซนต์เซ็นเซอร์
- เตรียมสารละลายไอออนโลหะหนักชนิดต่างๆ
- การศึกษาความไว (sensitivity)
- การศึกษาความจ าเพาะเจาะจง (selectivity)
- การหาค่าคงที่สมดุล
- การศึกษาโดยเคมีเชิงค านวณ
การศึกษาความสามารถในการจับไอออนของโลหะเป้าหมายเมื่อมีไอออนของโลหะอื่นๆ สามารถศึกษาได้โดยเทคนิคการปล่อยแสงฟลูออเรสเซนต์ (fluorescence spectroscopy) ด้วยเครื่อง fluorescence spectrophotometer สามารถทำได้โดยการเตรียมสารละลายของเซนเซอร์ฟลูออเรสเซนต์แต่ละชนิด จากนั้นเตรียมสารละลาย 3.00 มล. แล้วไทเทรตสารละลายด้วยสารละลาย ไอออนของโลหะเป้าหมาย แล้วบันทึกการเปลี่ยนแปลงของสัญญาณฟลูออเรสเซนต์แล้วไตเตรทอีกครั้งกับไอออนของโลหะเป้าหมาย แต่ศึกษาต่อหน้า ไอออนอื่น ๆ ความเข้มข้นของไอออนของโลหะอื่น ๆ ค่าคือ 1 เท่า และ 10 เท่า จากนั้นเปรียบเทียบสัญญาณฟลูออเรสเซนต์ อัตราส่วนที่ได้รับ ศึกษาความสามารถในการดักจับไอออนของโลหะเป้าหมายต่อหน้าไอออนของโลหะอื่นๆ โดยการทดสอบการเปลี่ยนแปลงทางแสงโดยใช้เทคนิคการวัดการปล่อยแสงเมื่อไตเตรทด้วยไอออนของโลหะเป้าหมายต่อหน้าไอออนประเภทต่างๆ โดยระบุพารามิเตอร์เดียวกันกับการศึกษาความไวตามตารางที่ 1 การศึกษาการกู้คืนเซ็นเซอร์ฟลูออเรสเซนต์ สามารถศึกษาได้ด้วยเทคนิค การปล่อยแสงฟลูออเรสเซนต์ด้วยเครื่องสเปกโตรโฟโตมิเตอร์เรืองแสงสามารถทำได้โดยการเตรียมสารละลายของเซ็นเซอร์ฟลูออเรสเซนต์แต่ละประเภท จากนั้นเตรียมสารละลาย 3.00 มล. แล้วไทเทรตสารละลายด้วยสารละลายไอออนโลหะเป้าหมาย บันทึกค่าที่เปลี่ยนแปลง สัญญาณฟลูออเรสเซนต์ จากนั้นจึงเติมตัวดักไอออนโลหะประเภทอื่นๆ ที่มีโครงสร้างเรียบง่าย เช่น เอทิลีนไดเอมีน (EDA) ไตรเอทิลเอมีน (Et3N) และไฮดราซีนไฮเดรต (NH2NH2.H2O)
การพิสูจน์โครงสร้าง
- ฟลูออเรสเซนต์เซ็นเซอร์ HC4
- ฟลูออเรสเซนต์เซ็นเซอร์ NF05
- ฟลูออเรสเซนต์เซ็นเซอร์ NF9
รูปที่ 52 สเปกตรัม HR-ESI MS ของเซ็นเซอร์เรืองแสง HC4 รูปที่ 54 โครงสร้างทางเคมีของโรดามีน 6G ไฮดราไซด์ (R6GH) รูปที่ 56 โครงสร้างทางเคมีของเซ็นเซอร์เรืองแสง NF05 60 สเปกตรัม HR-ESI MS ของเซ็นเซอร์เรืองแสง NF05 รูปที่ 72 สเปกตรัม HR-ESI MS ของ เซ็นเซอร์เรืองแสง NF09
การทดสอบประสิทธิภาพในการตรวจจับไอออนโลหะหนัก
- ค่าความสามารถต่ าสุดของการตรวจวัดไอออนเงิน (detection limit)
- ค่าความสามารถต่ าสุดของการตรวจจับไอออนปรอท (detection limit)
- การศึกษาโดยเคมีเชิงค านวณ
- ค่าความสามารถต่ าสุดของการตรวจจับไอออนปรอท (detection limit)
- การศึกษาโดยเคมีเชิงค านวณ
- รากพืช
รูปที่ 93: กราฟแสดงความสัมพันธ์ระหว่างค่าเฉลี่ยของสัญญาณฟลูออเรสเซนต์ และความเข้มข้นของไอออนเงินที่เติมลงในสารละลายเซ็นเซอร์ฟลูออเรสเซนต์ NF05 รูปที่ 94 กราฟแสดงความสัมพันธ์ระหว่างค่าสัญญาณการปล่อยฟลูออเรสเซนต์ และความเข้มข้นของไอออนปรอทที่เติมลงในสารละลายเซ็นเซอร์ฟลูออเรสเซนต์ NF05 ผลการทดลองพบว่าเซ็นเซอร์ฟลูออเรสเซนต์ NF05 แสดงสัญญาณการปล่อยฟลูออเรสเซนต์ ปรากฏเมื่อมีไอออนของโลหะอื่นๆ เมื่อรวมกับไอออนของปรอท สัญญาณฟลูออเรสเซนต์ก็ไม่ต่างกัน มีเพียงไอออนของปรอทเพียงอย่างเดียว แสดงให้เห็นว่าเซ็นเซอร์ฟลูออเรสเซนต์สามารถตรวจจับ NF05 ได้ โดยจับไอออนของปรอทได้อย่างมีประสิทธิภาพโดยมีความจำเพาะสูงในการจับไอออนของปรอท แม้ว่าระบบการวัดจะปนเปื้อนด้วยไอออนอื่นๆ ก็ตาม ดังนั้นเซ็นเซอร์ฟลูออเรสเซนต์ NF05 จึงมีสิ่งนั้น
I0 = ความเข้มของฟลูออเรสเซนซ์ของสารละลายเซ็นเซอร์ฟลูออเรสเซนต์ NF05 ก่อนที่จะเติมไอออนของปรอท สามารถใช้เซ็นเซอร์ NF05 สำหรับจับไอออนของปรอทในการวิเคราะห์ไอออนของปรอทได้ ในครีมผิวขาวและน้ำดื่ม (DW) เนื่องจากฟลูออไรด์ ST Sensor NF05 มีความสามารถในการเปลี่ยนสีเมื่อมีไอออนของปรอท ดังนั้นจึงมีการศึกษาการเปลี่ยนสี
รายการอ้างอิง
Yang, Y., et al., A selective turn-on fluorescence sensor for Hg(II) in living cells and tissues. Khan, B., et al., Synthesis and characterization of calix[4]arene-based bis(triazole)-bis(hexahydroquinoline): Probing highly selective fluorescence quenching toward a mercury (Hg2+) analyte. Zhang, B., et al., A FRET-based fluorescent probe for mercury ions in water and living cells.
ประวัติผู้เขียน
