Please use this identifier to cite or link to this item: https://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/60929
Title: Development of electrochemical sensor for detection of antioxidants using conductive ink modified screen-printed electrode
Other Titles: การพัฒนาตัวรับรู้ทางเคมีไฟฟ้าสำหรับการตรวจวัดสารต้านอนุมูลอิสระโดยใช้ขั้วไฟฟ้าพิมพ์สกรีนดัดแปรด้วยหมึกนำไฟฟ้า
Authors: Chayanee Bardpho
Advisors: Orawon Chailapakul
Other author: Chulalongkorn University. Faculty of Science
Subjects: Electrochemical analysis
High performance liquid chromatography
Antioxidants
การวิเคราะห์ทางเคมีไฟฟ้า
ไฮเปอร์ฟอร์แมนซ์ลิควิดโครมาโตกราฟี
แอนติออกซิแดนท์
Issue Date: 2014
Publisher: Chulalongkorn University
Abstract: A development of ultra-high performance liquid chromatography coupled with a novel inkjet-printed conductive ink-modified electrode for a fast and simultaneous determination of polyphenolic antioxidants was achieved.  Two printing techniques were chosen for fabrication and modification including (i) an in-house screen-printing method and (ii) an inkjet-printing method, respectively.  A conductive ink containing graphene and polyaniline nanocomposite (G-PANI) was precisely printed onto the surface of screen-printed carbon electrode (SPCE) using a dimatix inkjet material printer.  For the electrode modification, optimization of significant conditions including a G-PANI ratio and a number of inkjet-printed layers was initially investigated.  Using an optimized G-PANI-modified screen-printed carbon electrode (G-PANI/SPCE) in an electrochemical batch cell, cyclic voltammetric detection of individual antioxidants was studied.  Compared to a bare SPCE, the G-PANI/SPCE provided higher electrochemical sensitivity with increase (2-4 times) of peak current of each antioxidant.  Moreover, four antioxidants were successfully separated and determined within 3 min using a reverse phase ultra-high performance liquid chromatography (UHPLC) with a mobile phase containing phosphate buffer (pH 3) and acetonitrile (90:10, %v/v).  Under an optimal detection potential at +1.2 V vs. Ag/AgCl, linear calibrations were found to be 0.01–10 µg mL-1 with limits of detection (S/N=3) of 1.38-1.94 ng mL-1 and limit of quantitation (S/N=10) of 4.59-6.46 ng mL-1.  Finally, this proposed method has been successfully used for the determination of antioxidants in tea samples.  The results obtained from the presented method were highly good agreement with those obtained from a standard UHPLC-UV method.
Other Abstract: งานวิจัยนี้ทำการพัฒนาเทคนิคอัลตราไฮเพอร์ฟอร์แมนซ์ลิควิดโครมาโตกราฟีร่วมกับขั้วไฟฟ้าดัดแปรด้วยหมึกนำไฟฟ้าผ่านการพิมพ์แบบอิงค์เจ็ทสำหรับการหาปริมาณสารต้านอนุมูลอิสระหลายชนิดอย่างรวดเร็วในคราวเดียว โดยเลือกใช้สองเทคนิคสำหรับการสร้างและดัดแปรขั้วไฟฟ้า ได้แก่ เทคนิคการพิมพ์สกรีนและเทคนิคการพิมพ์แบบอิงค์เจ็ท  หมึกนำไฟฟ้าซึ่งประกอบด้วยแกรฟีนและพอลิแอนิลีนจะถูกพิมพ์ลงบนพื้นผิวหน้าขั้วไฟฟ้าแบบพิมพ์สกรีนโดยใช้เครื่องพิมพ์แบบอิงค์เจ็ท  สำหรับการดัดแปรขั้วไฟฟ้านั้นได้ทำการศึกษาหาภาวะที่เหมาะสมระหว่างอัตราส่วนของแกรฟีนกับพอลิแอนิลีนและจำนวนชั้นในการพิมพ์  โดยใช้เทคนิคไซคลิกโวลแทมเมตรีตรวจวัดสารต้านอนุมูลอิสระแต่ละชนิดด้วยขั้วไฟฟ้าแบบพิมพ์สกรีนดัดแปรด้วยแกรฟีนและพอลิแอนิลีนในเซลล์เคมีไฟฟ้า  พบว่าขั้วไฟฟ้าที่ดัดแปรด้วยหมึกนำไฟฟ้านั้นให้สัญญาณกระแสไฟฟ้าในการตรวจวัดสารต้านอนุมูลอิสระแต่ละชนิดเพิ่มสูงขึ้นเป็น 2 ถึง 4 เท่าเมื่อเทียบกับสัญญาณกระแสไฟฟ้าที่ได้จากขั้วไฟฟ้าที่ไม่ได้ดัดแปร  ในการแยกสารต้านอนุมูลอิสระด้วยเทคนิคอัลตราไฮเพอร์ฟอร์แมนซ์ลิควิดโครมาโทกราฟีแบบเฟสผันกลับนั้นสามารถแยกสารต้านอนุมูลอิสระทั้ง 4 ชนิดออกจากกันอย่างสมบูรณ์ได้ภายในเวลา 3 นาที โดยใช้เฟสเคลื่อนที่ประกอบไปด้วยสารละลายฟอสเฟตบัฟเฟอร์ที่มีค่าพีเอช 3 และอะซิโตไนไทรล์ ในอัตราส่วน 90:10 (%v/v)  เมื่อตรวจวัดที่ศักย์ไฟฟ้าเหมาะสมที่ +1.2 โวลต์ (เมื่อเทียบกับขั้วไฟฟ้าอ้างอิงซิลเวอร์/ซิลเวอร์คลอไรด์) จะได้ค่าความเป็นเส้นตรงอยู่ในช่วง 0.01 ถึง 10 ไมโครกรัมต่อมิลลิลิตร ค่าขีดจำกัดต่ำสุดของการตรวจวัดอยู่ในช่วง 1.38 ถึง 1.94 นาโนกรัมต่อมิลลิลิตร และค่าขีดจำกัดของการวิเคราะห์เชิงปริมาณ 4.59 ถึง 6.46 นาโนกรัมต่อมิลลิลิตร  ดังนั้นงานวิจัยนี้ประสบความสำเร็จในการพัฒนาตัวรับรู้ทางเคมีไฟฟ้าสำหรับนำไปใช้ในการตรวจวัดปริมาณสารต้านอนุมูลอิสระหลายชนิดในตัวอย่างชา  นอกจากนี้ผลที่ได้จากเทคนิคที่นำเสนอข้างต้นให้ผลการทดลองที่สอดคล้องกับเทคนิคอัลตราไฮเพอร์ฟอร์แมนซ์ลิควิดโครมาโทกราฟีร่วมกับการตรวจวัดทางแสง (UHPLC-UV) ซึ่งเป็นเทคนิคมาตรฐานของการตรวจวัด
Description: Thesis (M.Sc.)--Chulalongkorn University, 2014
Degree Name: Master of Science
Degree Level: Master's Degree
Degree Discipline: Chemistry
URI: http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/60929
URI: http://doi.org/10.14457/CU.the.2014.1465
metadata.dc.identifier.DOI: 10.14457/CU.the.2014.1465
Type: Thesis
Appears in Collections:Sci - Theses

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
5571947923.pdf3.61 MBAdobe PDFView/Open


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.