نشریه شیمی و مهندسی شیمی ایران

نشریه شیمی و مهندسی شیمی ایران

طراحی و توسعه حسگر الکتروشیمیایی گزینش‌پذیر مبتنی بر پلیمر قالب‌گیری مولکولی و چارچوب فلزی–آلی کبالت برای اندازه‌گیری فوق‌حساس ماینوکسیدیل

نوع مقاله : علمی-پژوهشی

نویسنده
مریم مالک زاده
گروه شیمی، دانشگاه پیام نور، تهران، ایران
چکیده
حسگرهای الکتروشیمیایی کاربرد گسترده‌ای یافته‌اند. در این پژوهش، یک حسگر الکتروشیمیایی جدید بر پایه پلیمر قالب‌گیری مولکولی اصلاح‌شده با چارچوب فلزی–آلی کبالت (Co-MOF/MIP/GCE) برای اندازه‌گیری ماینوکسیدیل طراحی و ساخته شد. ساختار چارچوب سنتزشده با استفاده از آنالیزهای XRD و FT-IR تأیید و ریخت شناسی سطح آن با SEM بررسی گردید. در فرآیند ساخت حسگر، پاراآمینو بنزوئیک اسید به‌عنوان مونومر عاملی و ماینوکسیدیل به‌عنوان مولکول الگو استفاده شد. فیلم پلیمر قالب‌گیری مولکولی به روش الکتروپلیمریزاسیون روی سطح الکترود کربن شیشه ­ای اصلاح‌شده با Co-MOF/GCE نشانده شد. نتایج نشان داد که ساختار متخلخل و سایت‌های فعال Co-MOF باعث افزایش سطح مؤثر الکترود، تسهیل انتقال بار و تقویت پاسخ الکتروشیمیایی حسگر می‌شود. عملکرد تجزیه­ ای حسگر با مقایسه پاسخ الکترودهایCo-MOF/MIP/GCE و Co-MOF/NIP/GCE در محلول ردیاب و در سامانه سه‌الکترودی در بازه پتانسیل ۶/۰- تا ۰/۱ ولت با سرعت روبش ۵۰ میلی‌ولت بر ثانیه ارزیابی شد. حسگر طراحی‌شده رفتار خطی مطلوبی در محدوده غلظتی ۸۰ تا ۴۵۰ نانومولار از ماینوکسیدیل نشان داد و حد تشخیص آن ۳/۰ نانومولار به‌دست آمد. انحراف معیار نسبی برای هشت اندازه‌گیری تکراری ۴/۱ ٪ محاسبه شد که بیانگر تکرارپذیری مناسب حسگر است. در مجموع، تلفیق پلیمر قالب‌گیری مولکولی با چارچوب فلزی–آلی کبالت یک سامانه شناسایی هم‌افزا با حساسیت بالا و گزینش‌پذیری مناسب ایجاد می‌کند. حسگر الکتروشیمیایی Co-MOF/MIP/GCE می‌تواند به‌عنوان ابزاری کارآمد و قابل اعتماد برای اندازه‌گیری ماینوکسیدیل در کاربردهای تجزیه­ای کنترل کیفی مورد استفاده قرار گیرد.
کلیدواژه‌ها
ماینوکسیدیل
چارچوب‌های فلزی–آلی
پلیمر قالب‌گیری مولکولی
حسگر الکتروشیمیایی
موضوعات
[1] Gupta A.K., Talukder M., Venkataraman M., Bamimore M.A., Minoxidil: A Comprehensive Review, J. Dermatolog. Treat., 33(4): 1896-1906 (2022).
[2] Suchonwanit P., Thammarucha S., Leerunyakul K., Minoxidil and Its Use in Hair Disorders: A Review, Drug Des. Devel. Ther., 13: 2777-2786 (2019).
[3] López-López M., Torres-Lizarazo D.M., Ramírez-Alzate T., Mejía-Giraldo J.C., Standardization, Validation, and Application of a Rapid and Reliable HPLC-UV Method for the Determination of Minoxidil in Hair Growth Products, Vitae, 32(2): (2025).
[4] Han K.M., Kim Y.K., Park C.G., Song H.E., Kim H.S., Kim H.K., Comprehensive HPLC and UPLC-MS/MS Analysis for the Multi-Component Detection of Hair Growth Compounds in Consumer Health Products, Chromatographia, 89(2): 1-3 (2026).
[5] Annapurna M.M., Navya P.V., Narendra A., New Spectrophotometric Methods for the Determination of Minoxidil, Res. J. Pharm. Technol., 17(5): 2372-2378 (2024).
[6] Mostafiz B., Banan K., Bigdeli S.A., Soofiani A., Keshavarz A., Afsharara H., Hatamabadi D., Ghalkhani M., Asadian E., Ghorbani-Bidkorpeh F., Peltola E., Electrochemical Sensors Based on Green Molecularly Imprinted Polymers, In: Green Imprinted Materials, 387-417, Elsevier (2024).
[7] Banan K., Niknam S., Ahmadi M., Tabasi S., Ghalkhani M., Adabi M., Ghorbani-Bidkoreph F., Molecularly Imprinted Electrochemical Sensor Based on Carbon Nanofibers for Amiodarone Determination, Microchemical Journal, 200: 110365 (2024).
[8] He S., Zhang L., Bai S., Yang H., Cui Z., Zhang X., Li Y., Advances of Molecularly Imprinted Polymers (MIP) and the Application in Drug Delivery, Eur. Polym. J., 143: 110179 (2021).
[9] Yahyapour M., Ranjbar M., Mohadesi A., Determination of Ciprofloxacin Drug with Molecularly Imprinted Polymer/Co-Metal Organic Framework Nanofiber on Modified Glassy Carbon Electrode (GCE), J. Mater. Sci. Mater. Electron., 32(3): 3180-3190 (2021).
[10] Yahyapour M., Ranjbar M., Mohadesi A., Rejaeinegad M., Determination of Buprenorphine (BUP) with Molecularly Imprinted Polymer Zn/La³⁺ Metal Organic Framework on Modified Glassy Carbon Electrode (GCE), Electroanalysis, 34(6): 1012-1020 (2022).
[11] Özsoylu D., Börmann-El Kholy E., Wagner P., Schöning M.J., Lipopolysaccharide-Templated Biomimetic Molecularly Imprinted Polymer (MIP) Surfaces for High-Affinity Bacterial Capture, Chem. Eng. J., 531: 173963 (2026).
[12] Yan Y., Zhou X., He J., Yue C., Liu X., Shang X., Yu X., Sun Z., Liu H.K., Dou S.X., Self-Supporting Metal-Organic Frameworks (MOFs) and Their Derivatives for Lithium-Sulfur Batteries: A Comprehensive Review, Coord. Chem. Rev., 548: 217218 (2026).
[13] Abbas M., Liang Z., Chen M., Qu W., Khan S., Ashaq M.S., Chen D., Xie S., Toxicity Challenges and Current Advancement in Metal–Organic Frameworks (MOFs) for Biomedical Applications, Biol. Trace Elem. Res., 204(2): 836-852 (2026).
[14] Guo Z., Zeng H., Dong Y., Mu X., Li J., Dai Z., Metal–Organic Frameworks in Gas Detection: Architecture–Activity Mechanism, Emerging Technologies, and Perspectives, Analytical Chemistry. (2026).
[15] Karrat A., Benssbihe J., Ameen S.S., Omer K.M., Amine A., Development of a Silver-Based MOF Oxidase-Like Nanozyme Modified with Molecularly Imprinted Polymer for Sensitive and Selective Colorimetric Detection of Quercetin. Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy. 330: 125735 (2025).
[16] Kapase SA., Jadhav SA., Peralta ME., Carlos L., Molecularly Imprinted Polymers (MIPs): Synthesis, Applications and Recent Advances in Water Remediation. ACS Applied Polymer Materials. 7(16): 10358-94 (2025).
[17] Dowsett M., Wiesinger R., Adriaens M. X-Ray Diffraction. In: Spectroscopy, diffraction and tomography in art and heritage science. 1: 161-207 Elsevier (2021).
 [18] Malekzadeh M., Mohadesi A., Karimi M.A., Ranjbar M., Development of a New Sensitive Electrochemical Sensor for Dapsone Detection Using a Cobalt Metal-Organic Framework/Molecularly Imprinted Polymer Nanostructures, Anal. Bioanal. Electrochem., 13(2): 226-238 (2021).
[19] Yuniasari R., Amri F., Abrori S. A., Septiani N. L. W., Rezki M., Irzaman, Fahmi M., Yuliarto B., A Graphene-Modified Co-BDC Metal-Organic Frameworks (Co-MOF) for Electrochemical Non-Enzymatic Glucose Sensing, IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 1045(1): 012010 (2021).
[20] Malekzadeh M., Mohadesi A., Karimi M.A., Ranjbar M., Development of a New Electrochemical Sensor Based on Zr-MOF/MIP for Sensitive Diclofenac Determination, Analytical and Bioanalytical Electrochemistry, 12(3): 402-414 (2020).
[21] Liu Y.T., Deng J., Xiao X.L., Ding L., Yuan Y.L., Li H., Li X. T., Yan X.N., Wang L.L., Electrochemical Sensor Based on a Poly (Para-Aminobenzoic Acid) Film Modified Glassy Carbon Electrode for the Determination of Melamine in Milk, Electrochimica Acta, 56(12): 4595-4602 (2011).
[22] Sane R., Shastri V.K., Anaokar P.G., Nayak V.G., Simple Colorimetric Determination of Dapsone, Indian Drugs, 19(5): 198-201 (1982).
[23] Afkhami A., Gomar F., Madrakian T., Electrochemical Sensor for Dapsone using Molecularly Imprinted Polypyrrole Membrane as a Recognition Element, Journal of the Electrochemical Society, 162(6): B109-B113 (2015).
[24] Lu F., Yang J., Sun M., Fan L., Qiu H., Li X., Luo C.,  Flow Injection Chemiluminescence Sensor using Core-Shell Molecularly Imprinted Polymers as Recognition Element for Determination of Dapsone, Analytical and Bioanalytical Chemistry, 404(1): 79-88 (2012).