Gold nanoparticle based colorimetric sensors for heavy metal ions detection
Ağır metal iyonları tayinine yönelik altın nanopartikül temelli kolorimetrik sensörler
- Tez No: 379613
- Danışmanlar: PROF. DR. ADİL DENİZLİ, DOÇ. DR. LOKMAN UZUN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Kimya, Chemistry
- Anahtar Kelimeler: Ağır metal iyonları, Kimyasal sensör, Optik sensörler, Heavy metal ions, Chemical sensor, Optical sensors
- Yıl: 2014
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Hacettepe Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Nanoteknoloji ve Nanotıp Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Suyun toksik metal iyonlarıyla kirlenmesi ciddi çevre ve sağlık sorunlarına yol açmaktadır. Bu nedenle sudaki toksik metal iyonlarının izlenmesi halk sağlığı ve su kalitesi açısından oldukça önemlidir. Toksik metal iyonlarını tayini için sıklıkla kullanılan yöntemler, indüktif olarak eşleştirilmiş plazma kütle spektrometresi (ICP-MS), atomik absorpsiyon spektrometresi (AAS) ve yüksek performans sıvı kromatografisi (HPLC) gibi kromatografik ve spektroskopik tekniklerdir. Bu yöntemler oldukça hassastır ancak karmaşık prosedürleri nedeniyle kullanımları için yoğun teknik eğitim gereklidir. Ayrıca bu yöntemler pahalı ve zaman alıcıdır. Bu nedenle metal iyonları tayini için ucuz, basit ve taşınabilir yöntemlere ihtiyaç vardır. Bu kapsamda, toksik metal iyonu ile kirlenmiş suların tayini için altın nanopartiküller ve amino asitler kullanılarak kolorimetrik temelli basit yöntemler geliştirilmiştir. Bu tezde, altın nanopartikül temelli iki farklı kolorimetrik yöntem hazırlanmıştır. İlk yaklaşımda sudan Hg2+ iyonu tayini için sitrat kaplı altın nanopartiküller ve lizin aminoasidi kullanılarak basit ama oldukça hassas (tayin limiti 2.9 nM) bir yöntem gösterilmiştir. Ayrıca bu yöntem Hg2+ iyonuna karşı oldukça seçicidir ve sadece birkaç dakika içinde tamamlanabilmektedir. İkinci yaklaşımda sudan çoklu toksik metal iyonları (Hg2+, Cd2+, Fe3+, Pb2+, Al3+, Cu2+ ve Cr3+) tayini için 11-merkaptoundekanoik asit kaplanmış altın nanopartiküller ve beş amino asit (lizin, sistein, histidin, tirozin ve arjinin) kullanılarak basit kolorimetrik sensör dizisi rapor edilmiştir. Amino asitlerin varlığı (metal iyonları ve altın nanopartiküllerle kompleks yapabilen fonksiyonel grupları olan) partiküllerin agregasyonunu düzenlemekte ve, partikül agregasyonunu arttırabilir ya da azaltabilir. Her amino asit-altın nanopartikül çiftindeki renk değişimi incelenerek test edilen bütün metallerin hassas bir şekilde ayırt edilebilmesi mümkün olmuştur.
Özet (Çeviri)
Contamination of water by toxic metal ions can lead to serious environmental and health problems. Therefore, monitoring of toxic metal ions in water is very important in terms of improving public health and water quality. Common methods for toxic metal ion detection are often based on chromatographic and spectroscopic techniques such as inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS), atomic absorption spectrometry (AAS), and high performance liquid chromatography (HPLC). These methods are highly sensitive but they require intense technical training because of their complicated procedures, and they are expensive and time-consuming. Therefore, low cost, simple, rapid, and portable methods for metal ion detection are still highly desired. In this context, this thesis seeks development of facile colorimetric based methods for detection of toxic metal ion contaminated water using gold nanoparticles and amino acids. In this thesis, we report the preparation of two different gold nanoparticle based colorimetric method for this purpose. In the first approach, we demonstrate the preparation of a simple yet very sensitive (detection limit is 2.9 nM) colorimetric assay for rapid detection of Hg2+ in water using as-prepared citrate-capped gold nanoparticles and amino acid lysine. In addition, the assay showed good selectivity against Hg2+ and the analysis can be completed within only a few minutes. In the second approach, we report a facile colorimetric sensor array for detection of multiple toxic heavy metal ions (Hg2+, Cd2+, Fe3+, Pb2+, Al3+, Cu2+, and Cr3+) in water using 11-mercaptoundecanoic acid-capped gold nanoparticles and five amino acids (lysine, cysteine, histidine, tyrosine, and arginine). The presence of amino acids (which have functional groups that can form complexes with metal ions and gold nanoparticles) regulates the aggregation of the particles; it can either enhance or diminish the particle aggregation. Therefore, the color change enables naked-eye discrimination of all of the tested metal ions.
Benzer Tezler
- Design and synthesis of rhodamine based fluorescent and colorimetric sensors for the detection of gold ions
Altın iyonlarının tayini için rodamin bazlı floresan ve kolorimetrik sensörlerin tasarımı ve sentezi
ERMAN KARAKUŞ
Doktora
İngilizce
2017
Kimyaİzmir Yüksek Teknoloji EnstitüsüKimya Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MUSTAFA EMRULLAHOĞLU
- Kağıt tabanlı kolorimetrik biyosensörlerin üretimi
The production of paper-based colorimetric sensors
SILA GİZEM ALHAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
BiyomühendislikPamukkale ÜniversitesiBiyomedikal Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ŞÜKRÜ GÖKHAN ELÇİ
- Renk değişimi tabanlı nanobiyosensörlerin üretimi
Production of colorimetric nanobiosensors
ŞEYMA GÖNER
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
BiyoteknolojiPamukkale ÜniversitesiBiyomedikal Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ŞÜKRÜ GÖKHAN ELÇİ
- Fonksiyonel nanoyapıların ve nanokompozit malzemelerin fotokimyasal yöntemle hazırlanması: Sensör özelliklerinin incelenmesi
Preparation of functional nanostructures and nanocomposite materials by photochemical method: İnvestigation of their sensor properties
EYÜP METİN
- Antioksidan bileşiklerin süperoksit anyon radikal süpürme etkinliği ölçümü için altın nanoparçacık esaslı yöntem geliştirilmesi
Development of gold nanoparticle based-assay for measuring superoxide anion radical scavenging activity
EĞSAP YILDIRIM
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Kimyaİstanbul Üniversitesi-CerrahpaşaKimya Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ BURCU BEKDEŞER