Please use this identifier to cite or link to this item:
https://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/66225
| Title: | การพัฒนาวัสดุนาโนของสารกึ่งตัวนำเพื่อใช้ในการตรวจวัดไอออนโลหะหนัก |
| Other Titles: | Development of semiconductor nanomaterials for applications in heavy metal detection |
| Authors: | จมรพรรณ ยังเจริญยืนยง เสริจุล เทพอารยางกุล |
| Advisors: | นำพล อินสิน |
| Other author: | จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย. คณะวิทยาศาสตร์ |
| Advisor's Email: | Numpon.I@Chula.ac.th |
| Subjects: | วัสดุนาโน |
| Issue Date: | 2556 |
| Publisher: | จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย |
| Abstract: | ในปัจจุบันโลหะหนักได้ถูกนำมาใช้ประโยชน์ในชีวิตประจำวันมากมาย แต่นอกจากประโยชน์แล้วโลหะ หนักเหล่านี้ยังส่งผลกระทบต่อสิ่งมีชีวิตและสิ่งแวดล้อมอีกด้วย ดังนั้น ในงานวิจัยนี้จึงได้ทำการศึกษาวัสดุที่ สามารถตรวจวัดโลหะหนัก โลหะหนักที่สนใจในงานวิจัยนี้คือ ปรอท เพราะได้เล็งเห็นถึงผลกระทบอย่างมากต่อสิ่งมีชีวิตและสิ่งแวดล้อม เพื่อให้การตรวจวัดหาปรอทมีความสะดวกยิ่งขึ้น งานวิจัยนี้จึงได้ศึกษาเกี่ยวกับวัสดุนา โนของสารกึ่งตัวนำ ซึ่งมีคุณสมบัติพิเศษคือการเรืองแสง โดยการเรืองแสงนั้น สามารถปรับเปลี่ยนได้ตามขนาด เมื่ออนุภาคดังกล่าวอยู่ในระบบที่มีปรอทปนเปื้อนการเรืองแสงจะลดลง ทำให้ง่ายต่อการสังเกต แต่เนื่องจากใน งานวิจัยที่ผ่านมามีการนำวัสดุนาโนของสารกึ่งตัวนำนี้ตรวจวัดปรอทในสภาพ In vitro โดยใช้อนุภาคที่มีประจุลบ ซึ่งถูกรบกวนจากโปรตีนและชีวโมเลกุลอื่น ๆ ในสิ่งมีชีวิต ทำให้การใช้วัดปริมาณปรอทในสิ่งมีชีวิตยังไม่ได้ผลที่ แม่นยำนัก ดังนั้นเพื่อให้สามารถนำวัสดุนาโนของสารกึ่งตัวนำนี้ไปใช้ประโยชน์ได้หลากหลายขึ้น ผู้วิจัยจึงมี ความสนใจในการปรับเปลี่ยนพอลิเมอร์ที่เคลือบผิวให้มีประจุบวก โดยคาดหวังว่าประจุบวกบนพอลิเมอร์ที่ เคลือบผิววัสดุนาโนของสารกึ่งตัวนำนี้จะเข้ากันได้ดีกับเนื้อเยื่อของสิ่งมีชีวิตมากขึ้น วัสดุนาโนของสารกึ่งตัวนำที่ ใช้ มีส่วนประกอบ 3 ส่วน ส่วนที่หนึ่งคือแกนกลาง เป็นสารประกอบของแคดเมียมซีลีไนด์ โดยนาสารเชิงซ้อน ของแคดเมียมและซีลีเนียมมาทำปฏิกิริยากันโดยมีเฮกซะเดซิลามีนและไตรออกทิลฟอสฟีนเป็น surfactant ภายใต้สภาวะไนโตรเจน ที่อุณหภูมิ 360 °C ส่วนประกอบที่สองคือส่วนเปลือกหุ้ม ซึ่งใช้สารประกอบซิงค์ซัลไฟด์ ที่ได้จากซิงค์อะซีเตตไดไฮเดรตทำปฏิกิริยากับซัลเฟอร์ และส่วนที่สามคือส่วนของพอลิเมอร์ ซึ่งพอลิเมอร์ที่ใช้เป็น พอลิเมอร์ที่ปรับปรุงมาจากพอลิเอทีลินอิมมีนทำปฏิกิริยากับกรดโอเลอิกผ่านวิธี EDC-Coupling เพื่อให้มี คุณสมบัติเป็นโมเลกุลที่มีทัง้ ส่วนที่มีขั้ว และไม่มีขั้ว จากนั้นนำพอลิเมอร์ที่ได้นี้มาติดกับวัสดุนาโนของสารกึ่งตัวนำ ด้วยวิธีการสร้างไมเซลส์ จะได้วัสดุนาโนของสารกึ่งตัวนำที่กระจายตัวในน้ำได้ดีและมีผิวเป็นประจุบวก นำสารที่ ได้นี้วัดค่าการเรืองแสงเทียบกับค่าการเรืองแสงเมื่อตรวจวัดปรอท ผลที่ได้คือ วัสดุนาโนสารกึ่งตัวนาเมื่อทำการตรวจวัดปรอทนั้นจะมีค่าการเรืองแสงลดลง และเมื่อนำวัสดุนาโนของสารกึ่งตัวนำนี้ตรวจวัดปรอทในระบบที่มีชีว โมเลกุลต่าง ๆ พบว่าได้สัญญาณการตรวจวัดที่ดี |
| Other Abstract: | Heavy metals are known to be useful in many industries; however, in contrast to their benefits, they affect living organisms and environment as well. To prevent the contamination of heavy metals into environment, efficient heavy metal sensors should be used. In this project, we prepared and studied materials for metal sensing. The heavy metal of our focus is mercury because it highly affects to living organisms and environment. For the convenience and high sensitivity of mercury detection, we used fluorescent sensors using semiconductor nanoparticles (Quantum Dots, QDs), materials, of which their fluorescence are tunability by their sizes. We can easily observe the quenching of their fluorescence when QDs are exposed to mercury contaminated water. From many literature reviews, anion QDs are used to detect mercury in vitro but the result of detecting in vivo is still not accurate because they were interfered from proteins and other biomolecules in organisms. In this study, we modified the QDs with polymer coating surface to be cationic to reduce the problems of nonspecific binding interference and increase their usefulness and biocompatibility. QDs consist of three parts, i.e. cores, shells and coating. Cores were cadmium selenide nanocrystals that were prepared from the reaction of cadmium and selenium complexes in presence of hexadecylamine and trioctylphosphine under nitrogen and at temperature 360˚C. The second part is shell. Shell is zinc sulfide compound that was formed by the reaction of zinc acetate dihydrate and sulfur. The third part is polymer that was modified from poly(ethyleneimine) reacting with oleic acid through EDC-Coupling process to create an amphiphilic molecule. The amphiphilic polymer was coated onto QD surface by micelle formation. The QDs were dispersed into water and their surfaces are of positive charges. For the mercury detection, fluorescence of QDs in mercury-contaminated water is quenched. The results indicated that the PEI-QDs could be useful for in vivo detection of heavy metals. |
| Description: | โครงงานเป็นส่วนหนึ่งของการศึกษาตามหลักสูตรปริญญาวิทยาศาสตรบัณฑิต ภาควิชาเคมี คณะวิทยาศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย ปีการศึกษา 2556 |
| URI: | http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/66225 |
| Type: | Senior Project |
| Appears in Collections: | Sci - Senior Projects |
Files in This Item:
| File | Description | Size | Format | |
|---|---|---|---|---|
| 2556.16.pdf | 2.82 MB | Adobe PDF | View/Open |
Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.