การสังเคราะห์เซ็นเซอร์สำหรับการตรวจจับไอออนปรอทในสารละลายที่มีน้ำเป็นองค์ประกอบ

Abstract

ปรอทเป็นโลหะหนักที่มีความเป็นพิษสูงเมื่อมีการสะสมปนเปื้อนในสิ่งแวดล้อม ซึ่งเป็นอันตรายหากร่างกายได้รับการสะสมในปริมาณที่มากเกินไป วิธีการหนึ่งที่สามารถตรวจจับไอออนปรอทได้รวดเร็ว สะดวก และราคาไม่แพง คือ การใช้สารฟลูออเรสเซนต์เซ็นเซอร์ ในงานวิจัยนี้จึงได้นำเสนอการสังเคราะห์และการประยุกต์ใช้สารเรืองแสงฟลูออเรสเซนต์ 2 ชนิด สำหรับการดักจับไอออนปรอทอย่างจำเพาะเจาะจง โดยฟลูออเรสเซนต์เซ็นเซอร์ I ใช้หมู่ฟลูออเรสซีน จำนวน 1 หมู่เป็นฟลูออโรฟอร์ เชื่อมต่อกับ 2-[4-2-aminothylsulfanyl)butylsulfanyl]ethmine ทำหน้าที่เป็นไอโอโนฟอร์ ซึ่งเซ็นเซอร์ CFC4 มีพฤติกรรมการดักจับไอออนปรอทได้อย่างจำเพาะเจาะจงในสารละลายผสมระหว่างสารละลายบัฟเฟอร์กับตัวทำละลายอินทรีย์ แม้ในสภาวะที่มีไอออนรบกวนอื่นๆปนเปื้อน โดยมีค่าความสามารถต่ำสุดของการตรวจวัดไอออนปรอทต่ำกว่าค่ามาตรฐานสำหรับน้ำดื่ม ที่กำหนดโดย US EPA การคายแสงฟลูออเรสเซนต์ต่อไอออนปรอทของเซ็นเซอร์ CFC4 มีลักษณะคล้ายการ “เปิด-ปิด” สวิตซ์ (ON-OFF switch) สำหรับเซ็นเซอร์ T10RhB ประกอบด้วยส่วนของโรดามีนบี ทำหน้าที่เป็นฟลูออโรฟอร์ เชื่อมต่อกับ ไฮดราซีน ทำหน้าที่เป็นไอโอโนฟอร์ โดยเซ็นเซอร์ชนิดนี้ได้ถูกเชื่อมต่อกับ polyoctahedral silsesquioxanes (POSS) ซึ่งเป็นอนุภาคขนาดนาโน โดยเซ็นเซอร์ T10RhB จะถูกศึกษาระบบตัวทำละลายที่ทำให้เกิดสัญญาณฟลูออเรสเซนต์เมื่อมีไอออนปรอทอยู่ในสารละลายและมีความจำเพาะเจาะจงกับไอออนปรอทเพียงชนิดเดียว พบว่าในสารละลายผสมระหว่างเมทานอลกับไดคลอโรมีเทน เป็นตัวทำละลายที่ดีที่สุดสำหรับการศึกษาของเซ็นเซอร์ T10RhB ซึ่งการคายแสงฟลูออเรสเซนต์ต่อไอออนปรอทมีลักษณะคล้ายการ “ปิด-เปิด” สวิตซ์ (OFF-ON switch) และสามารถตรวจจับไอออนปรอทได้ดีเมื่อเทียบกับไอออนโลหะหนักชนิดอื่น Mercury is a highly toxic metal ion which is hazard for environment. Fluorescence sensor was technique that has high sensitivity, high selectivity, inexpensive cost, rapid respond and could be applied for mercury ion detection in real field. In this study, two fluorescence macromolecules were synthesized for the selective detection of mercury ions. Sensor CFC4 based on fluorescein moieties covalently bound to 2-[4-(2-aminoethylsulfanyl)butylsulfanyl]ethanamine. The sensor CFC4 exhibited a selective ON-OFF fluorescence quenching behavior toward Hg2+ in the presence of various interfering ions in aqueous methanol solution. Detection limit of this sensor was approximate 1.48 ppb for Hg2+ ion which is lower than the maximum level of mercury ion in drinking water specified by U.S. EPA. Sensor T10RhB based on rhodamine B moieties covalently bound to hydrazine and then was prepared on polyoctahedral silsesquioxanes (POSS) as nanomolecules. The sensor T10RhB exhibited Hg2+ selective OFF-ON type behavior in organic solution with low detection limit.