دانشگاه آزاد اسلامی

واحد دامغان

پایان نامه کارشناسی ارشد

گرایش شیمی آلی

عنوان:

طراحی و ساخت پلیمر قالب مولکولی ویژه با نانو ذرات سیلیکا جهت جداسازی، تشخیص و شناسایی برخی شاخص‌های بیولوژیکی

استاد راهنما

دکتر حمید هاشمی مقدم

 استاد مشاور

دکترمهدی فرقانی

فهرست مطالب

فصل اول: بیومارکرها و نقش آنها در تشخیص و درمان بیماری.. 1

1ـ1 بیومارکرها (شاخص زیستی) 2

1ـ1ـ1 تاریخچه بیومارکرها 3

1ـ1ـ2 انواع بیومارکرها 3

1ـ1ـ3 مشخصات بیومارکرهای خوب… 4

1ـ2 اسید آمینه. 4

1ـ2ـ1 انواع اسید آمینه. 4

1ـ2ـ1ـ1 بر مبنای گروه جانبی (R) 4

1-2-1-1-1 منو اسیدهای آمینه. 5

1-2-1-1-2 اسید آمینه‌های الکل‌دار. 5

1-2-1-1-3 اسید آمینه‌های گوگرددار. 5

1-2-1-1-4 دی اسیدهای منو آمینه. 5

1-2-1-1-5 اسیدهای آمینه آمیدی.. 5

1-2-1-1-6 اسیدهای آمینه دی آمین.. 5

1-2-1-1-7 اسیدهای آمینه حلقوی.. 6

1ـ2ـ1ـ2 بر مبنای حلالیت… 7

1ـ2ـ1ـ3 بر مبنای تغذیه. 8

1ـ3 متابولیسم اسید آمینه. 8

1ـ3ـ1 برداشت گروه آمین.. 8

1ـ3ـ2 تخریب اسکلت کربنی آمینواسیدها 9

1-3-3 انتقال گروه آمین.. 10

1-4 گلایسین.. 10

1-4-1 مکانیسم کلی تولید گلایسین.. 10

فصل دوم: ویژگی و اهمیت پلیمرهای قالب مولکولی.. 12

2ـ1 پلیمرهای قالب مولکول(MIPs) 13

2ـ1ـ1 عوامل سازنده پلیمر قالب مولکولی.. 14

2-1-1-1 مولکول هدف (قالب) 14

2ـ1ـ1ـ2 مونومر عاملی.. 15

2-1-1-2-1 مونومرهای رایج در تهیه پلیمر‌های قالب مولکولی.. 16

2-1-1-3 عامل اتصالات عرضی.. 16

2ـ1ـ1ـ4 آغازگر. 17

2ـ1ـ1ـ5 حلال. 18

2ـ2 انواع پلیمرهای قالب مولکولی.. 19

2-2-1 پلیمرهای قالب مولکولی غیر کووالانسی.. 19

2-2-2 پلیمرهای قالب مولکولی کووالانسی.. 20

2-2-3 پلیمرهای قالب مولکولی نیمه کووالانسی.. 21

2-3 روش‌های تهیه‌ی پلیمرهای قالب مولکولی.. 21

2-3-1 پلیمریزاسیون توده‌ای.. 22

2-3-2 پلیمریزاسیون با تورم سازی چند مرحله‌ای.. 23

2-3-3 پلیمریزاسیون امولسیونی.. 23

2-3-4 پلیمریزاسیون رسوبی.. 23

2-3-5 پلیمریزاسیون بین سطحی.. 23

2ـ3ـ6 پلیمریزاسیون تراکمی.. 23

2ـ4 مزایای پلیمرهای قالب مولکولی.. 24

2ـ5 کاربرد پلیمر‌های قالب مولکولی.. 24

2ـ5ـ1 کاربرد پلیمرهای قالب مولکولی در حسگرها 24

2ـ5ـ2 کاربرد پلیمرهای قالب مولکولی در غشاء. 24

2ـ5ـ4 کاربرد پلیمرهای قالب مولکولی در کروماتوگرافی.. 25

فصل سوم: استخراج فاز جامد (Solid Phase Extraction) 26

3-1 استخراج.. 27

3-1-1 استخراج جامد _مایع. 27

3-1-2 استخراج مایع – مایع. 27

3-1-3 استخراج مایع_ جامد. 28

3-2 کروماتوگرافی.. 28

3ـ2ـ1 روش‌های کروماتوگرافی.. 28

3ـ2ـ2 انواع کروماتوگرافی.. 28

3ـ2ـ2ـ1 کروماتوگرافی مایع –مایع. 28

3ـ2ـ2ـ2 کروماتوگرافی گاز- مایع. 28

3-2-2-3 کروماتوگرافی مایع_جامد. 28

3-2-2-4 کروماتوگرافی گاز –جامد. 29

3-3 طبقه بندی روش‌های استخراج بر اساس میزان جداسازی.. 29

3-3-1 روش‌های استخراجی غیر کامل.. 29

3-3-2 روش‌های استخراجی کامل.. 29

3-4 استخراج با حلال. 29

3-5 استخراج با فاز جامد. 30

3-5-1 دلایل جایگزینی استخراج فاز جامد با استخراج مایع- مایع. 30

3-5-2 استخراج با جاذب… 30

3ـ5ـ2ـ1 استخراج با فاز جامد(Solid Phase Extraction) 31

3ـ5ـ2ـ1ـ1 آماده سازی یا فعال سازی ماده جاذب… 31

3ـ5ـ2ـ1ـ2 عبور نمونه از روی جاذب… 31

3ـ5ـ2ـ1ـ3 شستشوی جاذب… 31

3ـ5ـ2ـ1ـ4 جداسازی آنالیت مورد نظر از جاذب با یک حلال مناسب… 31

3-5-3 مزایای روش استخراج با فاز جامد. 31

3-5-4 کاربردهای استخراج با فاز جامد. 31

3-5-5 عوامل موثر بر استخراج با فاز جامد. 32

3-5-6 انواع فازهای جامد. 32

3-5-6-1 کربن (گرافیت) 32

3-5-6-2 جاذب پلیمری.. 32

3-5-6-3 سیلیکاژل. 32

فصل چهارم: سنتز نانو ذرات سیلیکا با استفاده از روش سل_ژل(Sol Gel Method) 33

4ـ1 روش سل_ژل. 34

4ـ1ـ1 تاریخچه روش سل_ژل. 34

4-1-2 مزایای روش سل_ژل. 34

4-1-3 کاربرد‌های روش سل_ژل. 34

4-1-4 مقایسه روش سل_ژل با دیگر روش ها 35

4-1-5 آئروژل. 35

4-2 مراحل روش سل-ژل. 35

4-2-1 تهیه‌ی محلول همگن.. 35

4-2-2 تشکیل سل.. 36

4ـ2ـ3 تشکیل ژل. 37

4-3 واکنش‌های شیمیایی درگیر در فرآیند سل-ژل به اختصار. 39

4ـ4 روش سل_ژل در یک نگاه 40

4-5 روش‌های تولید نانو ذرات… 40

فصل پنجم: مطالعات تجربی.. 41

5-1 مواد مصرفی.. 42

5-2 دستگاه‌ها 42

5ـ3 تهیه پلیمر قالب مولکولی.. 42

5ـ3ـ1 انتخاب عوامل.. 42

5ـ3ـ1ـ1 مولکول هدف… 42

5ـ3ـ1ـ2 مونومر عاملی.. 42

5ـ3ـ1ـ3 عامل اتصال دهنده عرضی.. 43

5-3-1-4 حلال مناسب… 43

5-3-1-5 آغازگر. 43

5-4 طراحی آزمایش و پلیمریزاسیون. 44

5-4-1 سنتز نانو ذرات سیلیکا 44

5-4-2 سنتز نانو ذرات سیلیکا – سیلان A (MPTS) 44

5-4-3 روش سنتز پلیمر قالب مولکولی.. 44

5-4-4 شناسایی گلایسین.. 45

5-5 بهینه سازی شرایط جذب گلایسین به کمک پلیمر قالب مولکولی.. 45

5-5-1 مشخص کردن بیشترین طول موج جذب… 45

5-5-2 بررسی اثر زمان بر جذب پلیمر. 46

5-5-3 اثر pH بر جذب پلیمر. 47

5ـ5ـ4 اثر غلظت گلایسین در مقایسه با MIP وNIP. 47

5-5-5 بررسی تغیرات درصد استخراج گلایسین در حضور اسید آمینه‌های دیگر. 48

5-5-5-1 مقدار درصد جذب غیر انتخابی پلیمر نسبت به اسید آمینه‌های دیگر. 48

5-5-5-2 درصد استخراج گلایسین در حضور اسید آمینه‌های دیگر. 48

5-5-6 بررسی نوع محلول شویش پلیمر. 49

5-5-7 میزان جذب گلایسین از ادرار توسط پلیمر قالب مولکولی.. 49

فصل ششم: بحث و نتیجه گیری.. 51

6ـ1 سنتز پلیمر قالب مولکولی وپلیمرشاهد. 52

6-1-2 طیف‌های FT-IR از پلیمرهای MIP وNIP. 54

6ـ4 مقایسه طیف NIP،MIP. 56

6ـ2 بهینه‌سازی شرایط جذب گلایسین توسط پلیمر. 57

6ـ2ـ1 اثر زمان بر جذب گلایسین.. 57

6-2-2 اثر pH محلول بر جذب پلیمر. 57

6-2-3 اثر غلظت گلایسین بر درصد استخراجNIP،MIP. 58

6-2-4 بررسی تغییرات درصد استخراج گلایسین در حضور اسیدآمینه‌های دیگر. 59

6-2-4-1 درصد استخراج غیر انتخابی پلیمرنسبت به اسیدامینه‌های دیگر. 59

6-2-4-2 درصد استخراج گلایسین در حضور اسیدامینه‌های دیگر. 59

6-2-4 بررسی نوع محلول شویش پلیمر. 60

6-2-5 میزان جذب گلایسین از ادرار توسط پلیمر قالب مولکول. 61

خلاصه. 62

پیوست… 63

منابع. 66

چکیده

در این تحقیق تهیه و ساخت پلیمر قالب مولکولی گلایسین بر روی نانو ذرات سیلیکا برای جداسازی و آنالیز گلایسین در یک ماتریکس پیچیده مورد بررسی قرار گرفت .برای ایجاد پلیمریزاسیون سطحی بر سطح نانو ذرات سیلیکا، باند دو گانه اولیه در سطح نانو ذرات سیلیکا ایجاد گردید. پس از آن مولکول هدف گلایسین درون لایه ی پوشیده شده پلیمر از طریق اندرکنش با مونومرهای عاملی قالب گیری شد. با برنامه ریزی دمایی شکل گیری منظم پلیمر قالب مولکولی گلایسین ، با ضخامت قابل کنترل حاصل گردید. بعد از حذف مولکول هدف ، محل های شناسایی گلایسین در لایه های پلیمری در دسترس قرار گرفت. به عنوان یک نتیجه ، بیشترین ظرفیت جذب با استفاده از نسبت مطلوب بدست آمد. همچنین شواهد نشان می دهد که پلیمر قالب مولکولی گلایسین، بر روی نانو ذرات در مقایسه با نانو ذرات پلیمر قالب گیری نشده دارای بالاترین گزینش پذیری و میل به گلایسین می باشد. علاوه بر این از این نانو ذرات پلیمری برای استخراج فاز جامد گلایسین و سپس اندازه گیری آن به روش اسپکتروفتومتری UV-Visبا 81.9 درصد بود که در یک نمونه ادارار استفاده گردید. این نتایج نشان می دهد امکان بالاترین گزینش پذیری در جداسازی گلایسین از نمونه ادرار با استفاده از پلیمر قالب مولکولی اصلاح شده در سطح نانو ذرات سیلیکا حاصل می گردد.

کلمات کلیدی: پلیمر قالب مولکولی، بیومارکر گلایسین، استخراج مولکول هدف.

برای دانلود متن کامل پایان نامه اینجا کلیک کنید.