การพัฒนาอุปกรณ์ตรวจวัดที่ใช้ระบบของไหลจุลภาคที่ประดิษฐ์มาจากกระดาษราคาถูกโดยอาศัยการเร่งปฏิกิริยารีดักชันของอนุภาคเงินนาโนสำหรับการตรวจวัดสารปรอทที่อยู่ในแหล่งน้ำ

Titleการพัฒนาอุปกรณ์ตรวจวัดที่ใช้ระบบของไหลจุลภาคที่ประดิษฐ์มาจากกระดาษราคาถูกโดยอาศัยการเร่งปฏิกิริยารีดักชันของอนุภาคเงินนาโนสำหรับการตรวจวัดสารปรอทที่อยู่ในแหล่งน้ำ
Publication Typeงานวิจัย/Research report
Year of Publication2558
Authorsปุริม จารุจำรัส, มะลิวรรณ อมตธงไชย, รัฐพล มีลาภสม
Institutionคณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยอุบลราชธานี
Cityอุบลราชธานี
Call NumberTJ853.4.M53 ป671ร 2558
Keywordsของไหลจุลภาค, อุปกรณ์ตรวจจับสารเคมี, อุปกรณ์วัดของไหลจุลภาค, ไมโครเทคโนโลยี
Abstract

งานวิจัยนี้ศึกษาและพัฒนาการตรวจวัดทางสีที่มีความจำเพาะต่อปรอท (II) ไอออนในแหล่งน้ำแบบง่ายและรวดเร็วโดยอาศัยการติดตามการลดลงของอนุภาคเงินนาโน (AgNPs) ที่ไม่ถูกปรับปรุงพื้นผิวบนระบบสารละลายและประยุกต์ใช้บนอุปกรณ์ตรวจวัดที่ใช้ระบบของไหลจุลภาคที่ประดิษฐ์มาจากกระดาษ ในส่วนแรกบนระบบสารละลาย AgNPs ที่สังเคราะห์ได้มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางเฉลี่ย 8.31.4 นาโนเมตร ด้วยการพิสูจน์เอกลักษณ์ด้วยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องผ่าน (TEM) พบว่า ค่าการดูดกลืนแสงของ AgNPs ที่ไม่มีการปรับปรุงพื้นผิวจะมีค่าลดลงและมีแนวโน้มเลื่อนไปทางความยาวคลื่นสีน้ำเงินเมื่อความเข้มข้นของปรอท (II) ไอออนมีค่าเพิ่มขึ้น แสดงให้ทราบว่าเกิดปฏิกิริยาออกซิเดชันของ Ag(0) ซึ่งเปลี่ยน Ag(0) ไปเป็น Ag(I) ซี่งสามารถกล่าวได้ว่า AgNPs ถูกออกซิไดซ์โดยปรอท (II) ทำให้ AgNPs มีขนาดอนุภาคที่เล็กลงและยังเกิดปฏิกิริยารีดักชันของ Hg(II) ซึ่งเปลี่ยน Hg(II) ไปเป็น Hg(0) และถูกดูดซับบนผิวหน้าของ AgNPs ส่งผลให้ประจุลบของโมเลกุลของซิเตรตที่ล้อมรอบ AgNPs มีเสถียรภาพและความหนาแน่นลดลงส่งผลให้ขนาดของ AgNPs มีขนาดใหญ่ขึ้น โดยกราฟมาตรฐานในการใช้อนุภาคเงินนาโนในการตรวจวัดทางสีของปรอท (II) จะตอบสนองแบบเป็นเส้นตรงอยู่ในช่วงความเข้มข้น 0.5-7 ppm (r2=0.995) มีขีดจำกัดต่ำสุดในการตรวจวัด (LOD) เท่ากับ 0.06 ppm (SDblank/slope ของกราฟมาตรฐาน) มีความแม่นยำในการตรวจวัด (RSD, n=4) ในช่วง 3.24-4.53 เปอร์เซ็นต์ นอกจากนี้พบว่าการมีคอปเปอร์ (II) ไอออนในระบบที่สร้างขึ้นสามรถช่วยเพิ่มความไวของการตรวจวัด ทำให้มีขีดจำกัดต่ำสุดเท่ากับ 0.008 ppm
ในส่วนที่สองได้ประยุกต์ใช้บนอุปกรณ์ตรวจวัดที่ใช้ระบบของไหลจุลภาคที่ประดิษฐ์มาจากกระดาษ (PADs) ที่สร้างด้วยเทคนิคการพิมพ์ (printing) พบว่า บริเวณตรวจวัดของ PADs (3.0 มม.) ซึ่งมีการเคลือบ AgNPs ไว้จะมีค่าความเข้มสีที่เพิ่มขึ้นตามความเข้มข้นปรอทในระบบที่มีการบันทึกภาพด้วยกล้องถ่ายภาพดิจิทัลและกล่องควบคุมแสงคงที่ที่ประดิษฐ์เอง PADs ที่พัฒนาขึ้นนี้ สามารถหาปริมาณของปรอทได้ในเวลาอันสั้นรวมทั้งใช้สารเคมีและสารตัวอย่างปริมาณน้อย (2 L) ได้กราฟมาตรฐานมีค่าในช่วง 0.05-7 ppm (r2=0.998) มี LOD เท่ากับ 0.001 ppm (SDblank/slope ของกราฟมาตรฐาน) มีความแม่นยำที่ดี และยังมีความจำเพาะกับปรอท (II) ไอออนมากกว่า โลหะชนิดอื่น ๆ นอกจากนี้การร้อยละการได้กลับคืนมา ในตัวอย่างน้ำดื่ม น้ำประปา และ SRM1641d (ปรอทในน้ำ) อยู่ในช่วงที่ยอมรับได้และมีความแม่นยำในการตรวจวัดที่ดี (RSD) อุปกรณ์ตรวจวัดที่ใช้ระบบของไหลจุลภาคที่ประดิษฐ์มาจากกระดาษสำหรับตรวจวัดทางสีของปรอทโดยอาศัยการติดตามการลดลงของอนุภาคเงินนาโนที่พัฒนาขึ้นนี้เป็นวิธีที่ง่ายและรวดเร็ว มีความจำเพาะเจาะจงในการตรวจหาปริมาณปรอทที่มีปริมาณต่ำในตัวอย่างน้ำ

Title Alternate Development of paaper-based microfluidic as a low-cost device using reductive catalytic activity of silver nanoparticles (AgNPs) for mercury (II) ions detection in water