Ανάπτυξη νέων ποτενσιομετρικών αισθητήρων φωσφορικών ιόντων
Authors: Τσαγκατάκης Ιωάννης 
Published: August 2021

Σε αυτή την εργασία αναπτύχθηκαν νέοι ποτενσιομετρικοί αισθητήρες φωσφορικών ιόντων,οι οποίοι βασίστηκαν στη χημική αναγνώριση των φωσφορικών ιόντων από διδονηκέςοργανοκασσιτερικές ενώσεις. Τα φωσφορικά ιόντα αποτελούν κύριο συστατικό διάφορων ανθρώπινων παρασκευασμάτων, όπως τα απορρυπαντικά και τα λιπάσματα. Παρλλήλα παρουσιάζουν φαρμακευτικό και ιατρικό ενδιαφέρον.Σε αυτή την εργασία αναπτύχθηκαν νέοι ποτενσιομετρικοί αισθητήρες φωσφορικών ιόντων,οι οποίοι βασίστηκαν στη χημική αναγνώριση των φωσφορικών ιόντων από διδονηκέςοργανοκασσιτερικές ενώσεις.Τα φωσφορικά ιόντα αποτελούν κύριο συστατικό διάφορων ανθρώπινων παρασκευασμάτων,όπως τα απορρυπαντικά και τα λιπάσματα. Παρλλήλα παρουσιάζουν φαρμακευτικό και ιατρικό ενδιαφέρον Μελετήθηκαν διάφορες οργανοκασσιτερικές ενώσεις ως ιονομεταφορείς φωσφορικών ιόντωνσε επιλεκτικά ηλεκτρόδια ιόντων (ISEs). Οι διδοντικές οργανοκασσιτερικές ενώσεις έδειξανχαρακτηριστική επιλεκτικότητα στα φωσφορικά ιόντα, η οποία εξαρτάται από την δομή τουιονομεταφορέα. Βρέθηκε, ότι ο ιονομεταφορέας με την καλύτερη επιλεκτικότητα σταφωσφορικά ιόντα ήταν η ένωση δις-(διχλωροφαινυλοστάννυλο)-μεθάνιο. Τα ISEsφωσφορικών ιόντων με αυτόν τον ιονομεταφορέα παρουσίαζαν λειτουργικά προβλήματα,όπως η κακή αναπαραγωγιμότητα μετρήσεων και ο μικρός χρόνος ζωής, που οφείλονταν στημη σταθερότητα του ιονομεταφορέα σε επαφή με υδατικό διάλυμα. Τα λειτουργικάχαρακτηριστικά των πρώτων ISEs φωσφορικών ιόντων βελτιώθηκαν μετά από μελέτες τηςεπίδρασης των διαφορετικών συστατικών για την παρασκευή μεμβρανών ISEs, όπως οπλαστικοποιητής, τα πρόσθετα μεμβράνης και το πολυμερές. Βρέθηκε, ότι η χρησιμοποίησητου πλαστικοποιητή ΤΕΗΡ βελτιώνει το χρόνο ζωής των ISEs φωσφορικών ιόντων από μίασε οκτώ ώρες συνεχούς λειτουργίας, ενώ η καλύτερη συμβατότητα ιονομεταφορέα-μεμβράνης επιτυγχάνεται με πλαστικοποιητή FP-NPE και πολυμερές PVC-COOH.Περαιτέρω βελτίωση των λειτουργικών χαρακτηριστικών των ISEs φωσφορικών ιόντωνεπιτεύχθηκε με την ανάπτυξη των ISEs στερεάς επαφής (SC-ISEs). Τα SC-ISEsφωσφορικών ιόντων βασίστηκαν στη χρησιμοποίηση ενός διαλύματος ιονομεταφορέα σεπλαστικοποιητή ως εσωτερικό διάλυμα αναφοράς. Κατασκευάστηκαν τα SC-ISEs μεπορώδη αγώγιμο άνθρακα (CSC-ISEs) και τα SC-ISEs με υγρή μεμβράνη (LMSC-ISEs). ΤαLMSC-ISEs φωσφορικών ιόντων με πλασπκοποιητή FP-NPE έδειξαν πολύ καλά λειτουργικάχαρακτηριστικά, όπως η καμπύλη βαθμονόμησης, η αναπαραγωγιμότητα μετρήσεων και οχρόνος ζωής (15 μέρες). Επίσης αυτά τα ISEs χρησιμοποιήθηκαν με επιτυχία σε συστήματασυνεχούς ροής.Τα αποτελέσματα αυτής της εργασίας ήταν πολύ σημαντικά για τους ακόλουθους λόγους:ΐ. Βρέθηκε ιονομεταφορέας φωσφορικών ιόντων με την καλύτερη επιλεκτικότητα που έχειδημοσιευτεί μέχρι σήμερα.ii. Βρέθηκαν τα κατάλληλα συστατικά μεμβράνης για την κατασκευή ISEs φωσφορικώνιόντων με ικανοποιητικά λειτουργικά χαρακτηριστικά καιiii. Αναπτύχθηκαν νέοι τύποι ISEs, τα SC-ISEs φωσφορικών ιόντων, με τα οποία δείχθηκε,ότι αντιμετωπίζεται το πρόβλημα του μικρού χρόνου ζωής των συμβατικών ISEs.Τα παραπάνω επιτεύγματα οδήγησαν στην κατασκευή αισθητήρων φωσφορικών ιόντων πουμπορεί να βρει εφαρμογές στη χημική ανάλυση έπειτα από περαιτέρω βελτιστοποιήσεις.Παράλληλα σε αυτή την εργασία τέθηκαν οι βάσεις για την ανάπτυξη ISEs φθοριούχων καιχλωριούχων ιόντων βασισμένων σε νέες οργανοκασσιτερικές ενώσεις.