ชุดทดสอบแบบให้สีจากอนุพันธ์ฟลูออรีนสำหรับตรวจวัดไอออนลบไนไตรท์ในน้ำและอาหาร

Abstract

A harmful analyte which is nitrite anion (NO2-), widely present in food and the environment was selectively detected by two fluorene derivatives; ABF and ABDF. Two new sensing systems for nitrite determination were developed by diazotization reaction of ABF/ABDF with nitrite and naphthol in acid condition. The system of ABF is colorimetric sensor while the ABDF system shows its potential as a dual-mode colorimetric and fluorogenic sensor. The reaction of ABF, NO2-, and naphthol in acetonitrile:H2O (1:4) provided azo-dye product and led to an obvious color change from colorless to pink. The same reaction with ABDF showed both the color change to pink and a fluorescence quenching of ABDF emission. Under the optimal condition, colorimetric response, fluorogenic response, anion competition and detection limitation toward NO2- were determined using naked eye observation, UV-vis and fluorescence technique. The limit of nitrite detection by colorimetry is 0.112 (R2=0.9974) and 0.106 ppm (R2=0.9960) for ABF and ABDF, respectively. The lowest limit of nitrite detection (0.0007 ppm, R2=0.9970) was obtained from ABDF by fluorescent method. The anion competition study revealed that S2O32- are interference anions toward nitrite detection by showing a disruption of the color change to pink. In addition, nitrite anion in ham was also detected by fluorescent method which was compared with ion chromatography. The nitrite amount obtained by IC was agree with that of the Griess-based method. The practical application of these sensing systems as NO2- sensors based on hydrogel indicator was performed using polyacrylate gel bead as adsorbent. The hydrogel beads can be used for on-site monitoring of NO2- in water and ham with a high sensitivity and selectivity by showing the same results of naked-eye color change and fluorescence turning off.

ไอออนลบไนไตรท์สามารถถูกตรวจวัดได้อย่างจำเพาะด้วยการใช้อนุพันธ์ฟลูออรีนสองชนิด ABF และ ABDF ระบบเซนเซอร์ใหม่สองระบบสำหรับใช้ตรวจวัดไนไตรท์ถูกพัฒนาโดยการใช้ปฏิกิริยาไดเอโซไทเซชันของ ABF/ABDF กับไนไตรท์และแนฟทอลในสภาวะกรด ระบบของ ABF เป็นเซนเซอร์ที่เปลี่ยนสีได้ในขณะที่ระบบของ ABDF เป็นเซนเซอร์ที่มีศักยภาพทำงานได้สองหน้าที่โดยเป็นทั้งเซนเซอร์ที่เปลี่ยนสีได้และเซนเซอร์ที่เกิดการวาวแสงได้ ปฏิกิริยาระหว่าง ABF กับไนไตรท์ และแนฟทอลในตัวทำละลายอะซิโตไนไตรล์:น้ำ (1:4) จะเกิดผลิตภัณฑ์สีย้อมเอโซที่ทำให้เกิดการเปลี่ยนสีอย่างชัดเจนจากใสไม่มีสีเป็นสีชมพู ปฏิกิริยาเดียวกันกับ ABDF ทำให้เกิดทั้งการเปลี่ยนเป็นสีชมพูและการระงับการวาวแสงของ ABDF การศึกษาการเปลี่ยนแปลงสี การเปลี่ยนแปลงสัญญานฟลูออเรสเซนส์ ไอออนรบกวน และขีดจำกัดต่ำสุดในการตรวจวัดไนไตรท์ทำภายใต้สภาวะที่เหมาะสมด้วยการใช้เทคนิคการสังเกตสีด้วยตาเปล่า ยูวี-วิสิเบิล และฟลูออเรสเซนส์ ค่าขีดจำกัดต่ำสุด ต่อการตรวจวัดไนไตรท์ที่ได้จากเทคนิคยูวี-วิสิเบิลมีค่าเท่ากับ 0.112 (R2=0.9974) และ 0.106 ppm (R2=0.9960) สำหรับ ABF และ ABDF ตามลำดับ ค่าขีดจำกัดที่ต่ำที่สุดซึ่งมีค่า 0.0007 ppm (R2=0.9970) ได้มาจากระบบของ ABDF ด้วยการใช้เทคนิคฟลูออเรสเซนส์ การศึกษาไอออนรบกวนพบว่า S2O32- เป็นไอออนที่รบกวนการตรวจวัดไนไตรท์โดยไปขัดขวางขบวนการเกิดสีชมพู นอกจากนี้ปริมาณไอออนไนไตรท์ในตัวอย่างไส้กรอกแฮมถูกทำการตรวจวัดด้วยการใช้เทคนิคฟลูออเรสเซนส์ซึ่งจะทำเทียบกับเทคนิคไอออนโครมาโทกราฟี ผลการเปรียบเทียบพบว่าปริมาณไนไตรท์ในไส้กรอกแฮมที่ได้จากทั้งสองเทคนิคมีค่าสอดคล้องกัน ระบบเซนเซอร์ทั้งสองถูกนำไปประยุกต์ใช้เป็นเซนเซอร์ในรูปแบบไฮโดรเจลชนิดเม็ดสำหรับตรวจวัดไนไตรท์โดยใช้เม็ดเจลพอลิอะคริเลตเป็นตัวดูดซับ เม็ดไฮโดรเจลที่เตรียมได้พบว่าสามารถนำไปใช้ตรวจวัดไนไตรท์ในน้ำและไส้กรอกแฮมได้อย่างว่องไวและจำเพาะโดยให้ผลการเปลี่ยนแปลงสีและการระงับการวาวแสงเช่นเดียวกับที่พบในสารละลาย