خلاصه توصيف: عنوان اختراع: ساخت سنسور فاقد آنزيم بر پايه نانو اكسيد نيكل براي تشخيص ميزان گلوكز خون A Novel Nonenzymatic Biosensor Based on Nickel Oxide Nanoparticles زمينه فني : شيمي ، بيوتكنولوژي مشكل فني: اندازه گيري ميزان قند خون بيماران ديابتي اندازه گيري ميزان قند موجود در صنايع غذايي، بيوتكنولوژي و دارويي هزينه پايين ساخت و بهره برداري استقامت و طول عمر طولاني حساسيت بالا و دقيق و سريع بودن پاسخ و عملكرد ارائه راه حل: راه حل ارائه شده شامل به كار گيري نانو ذرات الكتروشيميايي سنتز شده نيكل اكسيد با و الكترديپوزيت آن بر روي بستري از يك الكترود گرافيتي مي باشد. طرز كار: اين سنسور بر اساس مكانيسم زير عمل مي كند: Ni(OH)2 + OH- → NiO(OH) + H2O + e− NiO(OH) + glucose → Ni(OH)2 + glucolactone محاسن : • قيمت تمام شده و ساخت بسيار پايين آن ، نسبت به ديگر موارد مشابه موجود • پايداري و طول عمر بيشتر آن نسبت به اختراعات پيشين • سادگي و سهولت انجام و مراحل ساخت، كه در اين اختراع سعي شده است كه به ساده ترين نحو ممكن مراحل ساخت انجام گيرد. و تا حد امكان از مواد بسيار رايج و معمول و ارزان قيمت در تهيه آن بهره گرفته شده است. • زمان مورد نياز ساخت اين سنسور از ديگر مزاياي آن مي باشد كه تمام مراحل وقت گير و پر دردسر در ديگر طرح هاي اجرا شده از آن حذف شده است. • زمان پاسخ گويي ، حساسيت ، حد تشخيص و گزينش پذيري در اين سنسور ساخته شده مورد آزمايش قرار گرفت، كه معلوم شد در مقايسه با ديگر كارهاي ثبت شده و گزارش شده در سطح جهاني، چشمگير و ارزشمند است.

سنگ معدن بوكسيت، منبع اصلي آلومينا است. در ايران منابع بوكسيت بسيار محدود است و بيشتر آلوميناي مصرفي داخل از واردات تأمين مي¬شود. آلومينا يك خانواده از تركيبات غيرآلي با فرمول شيميايي Al2O3 است، ويژگي¬هايي كه آلومينا دارد باعث شده از آن در كاربردهاي بسياري استفاده شود. سرباره صنعت آلومينيوم، يك محصول جانبي از فرايند ذوب آلومينيوم است، كه مطابق قوانين بين المللي جزء ضايعات خطرناك براي محيط زيست طبقه¬بندي مي¬شود. اين سرباره مخلوطي پيچيده از تركيبات آلومينيوم، سيليس، آهن، كلسيم و مقادير جزئي عناصر ديگر است كه قسمت عمده آن اكسيد آلومينيوم است. در اين اختراع روشي براساس هضم شيميايي معرفي مي¬شود كه امكان استحصال آلومينا از خاك سرباره كارخانه آلومينيوم را فراهم مي¬آورد. در اين روش ابتدا ناخالصي¬هاي مزاحم، در مرحله هضم اوليه حذف شده و در نهايت با انجام مرحله هضم نهايي و سپس خنثي¬سازي ليچانت، آلومينيوم هيدروكسايد بدست مي¬آيد كه طي يك مرحله كلسيناسيون به آلومينا خالص (99%) تبديل مي¬شود. عدم پيچيدگي فرايند و استفاده از ماده اوليه پسماند و ارزان قيمت، و در نتيجه توليد آلومينا به روشي مقرون به صرفه و دوستدار محيط زيست از ابتكارات به كار رفته در اين اختراع است.

عملكرد اين اختراع به گونه اي است كه ميكرومتراز يك طرف غلاف وارد مي¬شود و پروب (Probe) آن به ساچمه واسط و نگهدارنده ميكرومتر موجود در غلاف متصل مي¬شود. شفت نگهدارنده ميكرومتر از غلاف بيرون زده و پايه¬ي نگهدارنده ميكروالكترود به آن متصل شده است. با تنظيم ميكرومتر، نگهدارنده ميكرومتر به كمك فنر فشاري كه دربرگيرنده نگهدارنده ميكرومتر است درون غلاف بالا و پايين رفته و در نتيجه باعث حركت پايه نگهدارنده قطعه گرافيتي درون سل الكتروشيميايي مي¬شود. مجموعه مونتاژ شده فوق درون يكي از حفرات درپوش تفلوني سل الكتروشيميايي به صورت ثابت قرار مي گيرد و سل الكتروشيميايي نيز داراي پايه نگهدارنده است كه مجموع اين عوامل باعث توليد پاسخي تكرارپذير مي شوند. هزينه ساخت براي هر ميكروالكترود نسبت به قبل كاهش يافته و استفاده از آن بسيار راحت و ساده است و با استفاده از اين نگهدارنده ميكروالكترود در زمان ساخت ميكروالكترودها مي توان صرفه جويي كرد.

با توجه به اهميت توليد پتاسيم پرسولفات و كاربرد آن در صنايع مختلف، در اين اختراع پتاسيم پرسولفات به روش الكتروليز با بهينه كردن شرايط واكنش از قبيل زمان، جريان، دما، و غلظت محلول ها با خلوص بالا بدست آمد. در حال حاضر پتاسيم پرسولفات توليدي خلوص بالايي نداشته و واكنش آن داراي راندمان مطلوبي نيست، براي اولين بار در سنتز اين تركيب كه از ماده اوليه هاي پتاسيم سولفات و اسيد سولفوريك استفاده شده بود، از افزودني هايي (مانند تيوسانات) جهت افزايش بازده سنتز و خلوص محصول استفاده گرديد.