Iskanje po katalogu digitalne knjižnice

Opis: Diplomsko delo predstavlja začetno področje raziskav in razvoja novih kolorimetričnih senzorskih receptorjev (KSR) za zaznavanje amonijaka (NH3), ki bi jih lahko vključili v pametno embalažo za živila. NH3 je namreč pomemben analit, z merjenjem katerega lahko ovrednotimo svežost in varnost nekaterih živilskih proizvodov, predvsem mišične hrane. KSR smo pripravili tako, da smo ekstrakt vijoličnega korenja raztopili v polimeru etil celuloza in tako pripravljeno raztopino s premazovalnikom z nožem nanesli na PET-folijo. Ves material, ki smo ga uporabili za pripravo opisanih KSR, je združljiv z živili. Za kvantitativno ovrednotenje barvnih sprememb smo uporabili tehniko vzorčenja iz nezapolnjenega prostora nad vzorcem in kolorimetrično detekcijo izvedli s pametnim telefonom. KSR smo izpostavili različnim koncentracijam NH3, pri čemer je prišlo do vidnih barvnih sprememb, ki smo jih ovrednotili z brezplačno aplikacijo Color Grab in RGB analizo. Barvne spremembe smo lahko s prostim očesom zaznali že pri koncentraciji 1,35 mg/L. Uporaba KSR v pakirani (pametni) embalaži bi lahko uporabnikom omogočila enostavno odčitavanje barvnih sprememb na njihovih mobilnih napravah, s čimer bi pridobili informacije o dejanskem stanju živil. Slednje je bistveno za podaljšanje njihovega roka trajanja in predstavlja eno izmed rešitev velikega globalnega izziva – ogromne količine zavržene hrane, ki zaradi rasti svetovnega prebivalstva in podnebnih sprememb, postaja vedno bolj pereč problem.
Ključne besede: kolorimetrični senzorski receptorji, zaznavanje kvarjenja živil, amonijak, celokupni hlapni bazični dušik, kolorimetrična detekcija, RGB-analiza
Objavljeno v DKUM: 06.10.2021; Ogledov: 1329; Prenosov: 219
Celotno besedilo (2,15 MB)

Opis: V okoljevarstvu je spremljanje okoljskih parametrov ključnega pomena za nadzor mejnih koncentracij, ki so lahko usodne za žive organizme. Obstoječe in standardizirane metode za določevanje različnih okoljskih parametrov so dolgotrajne, zahtevajo posebno pripravo vzorca in visoko usposobljeno osebje. Zaradi navedenega se kaže potreba po razvoju alternativnih metod zaznavanja z aparati, ki so majhni, prenosljivi, natančni in enostavni za uporabo. Eno takšnih alternativ predstavljajo optični kemijski senzorji. V sklopu tega magistrskega dela smo pripravili senzorske receptorje v obliki membran na osnovi silicijevega dioksida. Vanje smo vgradili pH indikator, s katerim smo zaznavali različne koncentracije amonijaka v raztopini in v zraku. Razvili smo senzorske receptorje, ki so zaradi občutljivosti na amonijak v območju 1,7-100 ppm potencialno primerni za opravljanje zakonodajno predpisanih meritev amonijaka v zraku na delovnih mestih in v gospodarskih objektih (mejna vrednost v obeh primerih znaša 20 ppm). Senzorski receptorji za merjenje raztopljenega amonijaka v vodi so se odzivali v območju (0,0096-67,7 mg/L), kar nakazuje možnost njihove uporabe v namene meritev mejnih vrednosti amonijaka v salmonidnih in ciprinidnih površinskih vodah (po slovenski zakonodaji znaša mejna vrednost 0,025 mg/L). Prav tako smo podali smernice za prihodnje izboljšave senzorja pri meritvah amonijaka v zraku in v vodi.
Ključne besede: silicijev dioksid, optični kemijski senzorji, amonijak
Objavljeno v DKUM: 15.02.2020; Ogledov: 1956; Prenosov: 27
Celotno besedilo (3,20 MB)

Opis: V magistrskem delu je predstavljena metoda optičnega zaznavanja raztopljenega amonijaka, in sicer neionizirane oblike amonijaka. Kljub temu, da se amonijak (NH3) v vodnih raztopinah nahaja v kemijskem ravnotežju z amonijem (NH4+), pa vendarle predstavlja NH3 veliko bolj toksično obliko, ki ob preveliki koncentraciji lahko povzroči smrt vodnih organizmov, najpogosteje rib. Z obstoječimi metodami trenutno ni mogoče določati NH3 neposredno, ampak se le-ta poda na podlagi izračunov iz drugih dušikovih spojin (celotni amonijev dušik), katerih koncentracije se določujejo na osnovi nekontinuiranih metod laboratorijskih analiz, ki zahtevajo strokovno usposobljeno osebje. Zaradi navedenega je potreba po razvoju alternativnih metod zaznavanja neionizirane oblike amonijaka, ki bi omogočala hitro in kontinuirano podajanje koncentracij želenega analita na kraju samem, zelo upravičena in bi prinesla velik doprinos in dodano vrednost na področju razvoja alternativnih analiznih metod. Za pripravo senzorskih nanosov, občutljivih na amonijak smo izbrali dve indikatorski barvili bromokrezol zeleno (BCG) in bromofenol modro (BPB), ki smo ju imobilizirali v sol-gel polimerno osnovo po kislo- in bazično-kataliziranem sol-gel postopku. Pri tem so bile uporabljene kombinacije sol-gel prekurzorjev tetrametoksisilana (TMOS) s feniltrimetoksisilanom (Ph-TriMOS) oz. propiltrimetoksisilanom (p-TriMOS) v množinskih razmerjih med TMOS in ormosilnim prekurzorjem 1:1 in 1:2. Izkazalo se je, da senzorski nanosi, pripravljeni po bazično-kataliziranem sol-gel postopku, niso primerni za meritve, saj se je indikatorsko barvilo iz njih izpralo. Za zaznavanje raztopljenega amonijaka so se izkazali primernejši senzorski nanosi, pripravljeni po kislo-kataliziranem sol-gel postopku. Senzorski nanosi z imobiliziranim barvilom bromofenol modro so omogočali zaznavanje NH3 v območju med 0,1 in 97 mg/L, medtem ko so bili senzorski nanosi z imobliziranim bromokrezol zeleno manj občutljivi in so omogočali zaznavanje NH3 med 1 in 97 mg/L NH3. Potrjeno je bilo tudi, da se lahko tovrstni senzorski nanosi uporabljajo za zaznavanje amonijaka v plinski fazi.
Ključne besede: amonijak, absorpcija, optični-kemijski senzor, sol-gel senzorski nanosi
Objavljeno v DKUM: 07.09.2016; Ogledov: 2971; Prenosov: 113
Celotno besedilo (2,65 MB)

Opis: Pri spremljanju kvalitete vode moramo upoštevati mnogo različnih kemijsko-fizikalnih parametrov. V tem magistrskem delu se podrobneje dotaknemo vsebnosti dveh nutrientov; dušika in fosforja (oziroma amonijaka in fosfatnih ionov), kot predstavnikov anorganskih parametrov vode. Pri obeh analitih (amonijak - NH3 in fosfatni ion - PO43-) se soočamo tudi s problematiko njunega zaznavanja v vodnih medijih. V primeru NH3 trenutne razpoložljive metode ne omogočajo določevanja neioniziranega amonijaka (NH3), ločeno od amonijevega iona (NH4+), ki je znatno manj toksičen. V primeru PO43-, ki je znan povzročitelj evrofikacije, se poslužujemo spektrometrijske metode z amonijevim molibdatom, ki pa prav tako ne omogoča neposrednega in kontinuiranega zaznavanja analita v vodi. V predloženem magistrskem delu smo predstavili razvoj novih senzorskih receptorjev za optično zaznavanje in določevanje koncentracije neioniziranega amonijaka (NH3) in fosfatnih ionov (PO43-) v vodi. Uporabljeni indikatorji, ki so občutljivi na amonijak in fosfate, so kolorimetrični indikatorji (bromofenol modro – BPB, bromokrezol zeleno – BCG) oziroma lantanidni kompleksi (evropijev-tetraciklinski kompleks in terbijev kompleks), ki smo jih preko sol-gel postopka imobilizirali v polimerno osnovo ter nanesli na stekleni nosilec. Optični analizni metodi, ki smo ju uporabljali za zaznavanje analitov pa sta absorpcija in fluorescenca (oziroma fosforescenca). Razviti senzorski receptorji za zaznavanje NH3 omogočajo določevanje koncentracij analita v območju med 0,1 in 67,7 mg/L NH3 in v pH območju relevantnem po slovenski zakonodaji (pH 6,5-9). Pri razvoju senzorskih receptorjev za zaznavanje PO43- pa smo naleteli na nekaj težav, zato poleg rezultatov podajamo tudi možnosti in usmeritve za nadaljnje izboljšave.
Ključne besede: amonijak, fosfatni ion, optični kemijski senzor, sol-gel, absorpcija, fluorescenca.
Objavljeno v DKUM: 24.03.2016; Ogledov: 2984; Prenosov: 155
Celotno besedilo (2,80 MB)