حسگر نوری سبز بر پایه زعفران جهت ردیابی و اندازه‌گیری نیتریت در نمونه های زیست محیطی

حسگرهای شیمیایی نوری( اپتودها) به لحاظ کاربرد آنها در حوزه‌های گوناگون دانش بشری از جایگاه پر اهمیتی در پژوهش‌های شیمی برخوردار هستند. مطالعه و بررسی این حسگرها منجر به توسعه در تجزیه‌های درون سلولی و نیز در محل شده است. ردیابی و اندازه‌گیری آنیون نیتریت به عنوان یک گونه‌ی شیمیایی با قابلیت ایجاد سرطان، همیشه در کانون توجه شیمیست‌ها برای ارائه و توسعه‌ی روش‌های ساده، ارزان و سریع و نیز دوست دار محیط زیست بوده است. درکار حاضر که در حیطه شیمی سبز قرار دارد هدف، ارائه یک راهکار تجزیه‌ای ساده، حساس، پرتابل و ارزان به روش حسگری نوری در تعیین کَمّی آنیون نیتریت است. یک حسگر نوری بر پایه شناساگر طبیعی زعفران تثبیت شده بر روی غشاء پلیمری طراحی شده که برای اندازه‌گیری آنیون نیتریت در محیط‌های شیمیایی مختلف قابل کاربرد باشد. بر این اساس، رنگدانه‌ی زعفران تثبیت شده در عشا ء نازک پلیمری در یک محیط اسیدی با آنیون نیتریت واکنش می‌دهد و میزان کاهش جذب حسگر در طول موج 440 نانومتر به عنوان علامت تجزیه‌ای ثبت می‌گردد. متغیرهای تاثیرگذار بر روی عملکرد حسگر نوری شامل نحوه‌ی فعال سازی غشاء پلیمری، غلظت زعفران، میزان اسیدیته محیط آنالیت، زمان پاسخ مورد مطالعه قرار گرفته‌است. در شرایط بهینه شده، محدوده‌ی دینامیکی حسگر از 3-10 0/1 تا 0/50 میکروگرم بر میلی‌لیتر خطی بوده و حد تشخیص آن برابر 4-10 0/7 میکروگرم برمیلی‌لیتر از نیتریت، حاصل شده‌است. انحراف معیار نسبی در اندازه‌گیری تکراری نیتریت با غلظت 0/5 میکروگرم بر میلی‌لیتر برابر 4 درصد به دست آمده‌است. اثر گونه‌های شیمیائی مختلف بر پاسخ تجزیه‌ای حسگر بررسی شده و در اندازه‌گیری محتوی نیتریت نمونه‌های حقیقی مثل آب شرب و نمونه‌ای از آب چاه از حسگر تهیه شده با موفقیت استفاده شده است.

Optical chemical sensors (optodes) hold a significant position in chemical research due to their applications in various fields of human knowledge. Studying and investigating these sensors has led to advancements in intracellular and in situ analyses. The detection and measurement of the nitrite anion, as a chemical species with carcinogenic potential, has always been a focus for chemists looking to develop simple, inexpensive, rapid, and environmentally friendly methods. The present work, within the field of green chemistry, aims to provide a simple, sensitive, portable, and cost-effective analytical approach through optical sensing for the quantitative determination of nitrite anions. An optical sensor based on the natural indicator saffron, immobilized on a polymer membrane, has been designed to be applicable for measuring nitrite anions in various chemical environments. Accordingly, the saffron pigment immobilized in a thin polymer layer reacts with nitrite anions in an acidic medium, and the decrease in the sensor’s absorbance at a wavelength of 440 nm is recorded as the analytical signal.The variables affecting the performance of the optical sensor include the method of polymer membrane activation, saffron concentration, the acidity of the analyte environment, and response time, which have been studied. Under optimized conditions, the sensor’s dynamic range is linear from 0.3–1.0 to 0.50 micrograms per milliliter, and its detection limit for nitrite has been determined to be 0.4–1.0 micrograms per milliliter. The relative standard deviation in repeated measurements of nitrite at a concentration of 0.5 micrograms per milliliter was found to be 4%. The effect of different chemical species on the sensor’s analytical response was investigated, and the sensor was successfully used to measure nitrite content in real samples such as drinking water and a well water sample.