เซนเซอร์ที่เปลี่ยนสีและเซนเซอร์ที่เรืองแสงได้จากอนุพันธ์คาร์บาโซลที่จำเพาะต่อการตรวจวัดไอออนลบไซยาไนด์ คาร์บอเนต และฟอสเฟตในน้ำ

Abstract

Colorimetric sensor from 3-Nitro-6-bromocarbazole (NBC) and fluorogenic sensor from 3, 6-Dicyanocarbazole (DCC) were developed for selective detection of anions in water. Sensors were incorporated into a micellar system of a cationic surfactant, CTAB in MeCN:H2O (1:4). Both sensors were prepared in two forms of solution and hydrogel beads. The studies of anion detection in water revealed that the solutions of NBC and DCC showed a selectivity for CN-, CO32- and PO43- detection. The NBC solution changed its color from colorless to orange while the solution of DCC turned on blue fluorescent. These changes happen from a deprotonation process at NH-carbazole by strong basic anions. LOD and anion competition toward CN-, CO32- and PO43- was evaluated under the optimal condition using naked-eye observation and UV-vis spectrophotometry technique for NBC, under black light and fluorescent technique for DCC. ฺThe experimental results found that both sensors showed the highest potential for detecting PO43- in water with the lowest limit of detection. The interfering anions of PO43- detection were H2PO4- and S2O42-. NBC and DCC on hydrogel bead adsorbents were specific for detection of PO43- in water but they provided a higher detection limit for PO43- than that of the solution based sensor.

เซนเซอร์ที่เปลี่ยนสีจาก 3-Nitro-6-bromocarbazole (NBC) และเซนเซอร์ที่เรืองแสงจาก 3, 6-Dicyanocarbazole (DCC) ถูกพัฒนาเพื่อใช้ในการตรวจวัดไอออนลบในน้ำ เซนเซอร์จะนำไปผสมกับสารลดแรงตึงผิวชนิดไอออนบวก (CTAB) ในระบบตัวทำละลาย MeCN:H2O (1:4) โดยเตรียมขึ้นในรูปแบบสารละลายและไฮโดรเจลชนิดเม็ด การศึกษาความสามารถในการตรวจวัดไอออนลบโดยใช้เซนเซอร์ทั้งสองพบว่าสารละลาย NBC และ DCC มีความเลือกจำเพาะในการตรวจวัด CN-, CO32- และ PO43- ในน้ำ โดยสารละลาย NBC เกิดการเปลี่ยนสีจากใสไม่มีสีเป็นสีส้ม ส่วนสารละลาย DCC เกิดการเรืองแสงสีฟ้า การเปลี่ยนสีและการเรืองแสงเกิดจากขบวนการหลุดโปรตอนที่ NH-carbazole โดยไอออนลบที่มีความเป็นเบสสูง ค่าขีดจำกัดต่ำสุดในการวิเคราะห์และผลการรบกวนของไอออนอื่นๆ ต่อการตรวจวัด CN-, CO32- และ PO43- ถูกศึกษาภายใต้สภาวะที่เหมาะสมด้วยเทคนิคการสังเกตการเปลี่ยนสีด้วยตาเปล่าและเทคนิคสเปคโตรโฟโตเมตรีสำหรับ NBC และเทคนิคการสังเกตการเรืองแสงภายใต้ black light และเทคนิคฟลูออเรสเซนต์สำหรับ DCC ผลการศึกษาพบว่าเซนเซอร์ทั้งสองมีประสิทธิภาพในการตรวจวัด PO43- ในน้ำได้ดีที่สุด โดยให้ค่าขีดจำกัดต่ำสุดในการวิเคราะห์ดีที่สุด นอกจากนี้ไอออนที่รบกวนการตรวจวัด PO43- คือ H2PO4- และ S2O42- เซนเซอร์ NBC และ DCC บนตัวดูดซับไฮโดรเจลชนิดเม็ดให้ความจำเพาะต่อการตรวจวัด PO43- ในน้ำเท่านั้น แต่มีค่าขีดจำกัดต่ำสุดในการวิเคราะห์ PO43- ในน้ำที่สูงกว่าระบบสารละลาย