Sulu Çözeltilerde Hg2+ Tespiti için Sinnamaldehit Türevi Bir Kolorimetrik Sensör

Ağır metal iyonları insan gıda zincirine girdiklerinde insanın merkezi sinir sistemine, karaciğerine, böbreğine, kemiğine ve dişlerine ciddi zararlar vermektedir. Bu nedenle, toksik metal iyonlarının basit, hızlı, hassas ve düşük maliyetli tanımlanması için yeni tekniklerin geliştirilmesi halk sağlığının iyileştirilmesi için gereklidir. Ağır metal iyonlarının kolorimetik sensörler yardımıyla çıplak gözle algılanması, her insan tarafından uygulanabilirliği nedeniyle önem taşımaktadır. Bu çalışmada, kolay uygulama potansiyeli olan 3-methyl-4-((3-phenylallylidene)amino)phenol (SAR) bileşiğinin sensör özelliği incelenmiştir. Sensörün yapısı, 1H NMR, 13C NMR ve kütle spektrometresi ile doğrulanmıştır. Uygulamalarda, ilk olarak sensörün rengi metal iyonlarıyla / metal iyonları olmadan karşılaştırılmış, daha sonra ölçümler UV-Vis spektrofotometresinde yapılmıştır. UV-Vis spektroskopik çalışmaları, SAR'ın MeOH (metanol) / H2O (su) (v/ v 1: 1) içerisinde Hg2+ iyonlarına yüksek seçicilik ve duyarlılığı gösterdiğini ortaya koymuştur. Sensör, sarıdan pembeye renk değiştirerek Hg2+ iyonlarını algılamıştır. SAR ve Hg2+ arasındaki kompleks stokiyometrisi, Job yöntemi ve 528 nm'de UV-Vis titrasyon değerleri kullanılarak hesaplanmış ve 2:1 olarak bulunmuştur. Bağlanma sabiti 1.56 × 1012 M-2 olarak bulunmuştur. Ayrıca, sensör ve Hg2+ arasındaki bağlanma tersinirdir. Tespit sınırı da belirlenmiş ve 7.89 × 10-6 M olarak hesaplanmıştır.

A Cinnamaldehyde-based Colorimetric Sensor for Hg2+ Detection in Aqueous Solutions

When heavy metal ions join the human food chain, they cause severe harm to the human liver, bone, kidney, teeth, and central nervous system. Therefore, the development of new techniques for rapid, easy, simple, reliable, and low-cost identification of toxic metal ions is a key point for improving public health. Naked eye detection of hazardous metal ions with colorimetric sensors has been gained attention due to its applicability among common people. In this study, the sensor properties of 3-methyl-4-((3-phenylallylidene)amino)phenol (SAR) were investigated. The structure of the sensor were verified by Mass spectrometry, 1H NMR, and 13C NMR. In the applications, firstly the color of the sensor was compared with/without metal ions, then the measurements were made in the UV-Vis spectrophotometer. UV-Vis spectroscopic studies exhibit that SAR shows excellent sensitivity and selectivity to Hg2+ ions in MeOH (methanol) / H2O (water) (v/v, 1:1). SAR can detect Hg2+ ions by color change from yellow to pink. Job's method and UV-Vis titration values at 528 nm were used to determine the complex stoichiometry between SAR and Hg2+ and the complex (SAR/Hg2+) stoichiometry was found to be 2:1. The binding constant was found to be 1.56 х 1012 M-2. Additionally, the binding between the sensor and Hg2+ was reversible. The limit of detection was also determined and calculated as 7.89 × 10-6 M.

___

  • Aydin Z, Keles M, 2017. Highly Selective Schiff Base Derivatives for Colorimetric Detection of Al3+. Turkish Journal of Chemistry, 41(1): 89-98.
  • Aydin Z, Keles M, 2020a. Colorimetric Detection of Copper(II) Ions Using Schiff Base Derivatives. ChemistrySelect, 5(25): 7375-7381.
  • Aydin Z, Keles M, 2020b. Colorimetric Cadmium Ion Detection in Aqueous Solutions by Newly Synthesized Schiff Bases. Turkish Journal of Chemistry, 44(3): 791-804.
  • Aydin Z, Wei Y, Guo M, 2014. An “Off–On” Optical Sensor for Mercury Ion Detection in Aqueous Solution and Living Cells. Inorganic Chemistry Communications, 50: 84-87.
  • Berhanu AL, Mohiuddin I, Malik AK, Aulakh JS, Kumar V, Kim KH, 2019. A Review of the Applications of Schiff Bases as Optical Chemical Sensors. TrAC Trends in Analytical Chemistry, 116: 74-91.
  • Bhan A, Sarkar NN, 2005. Mercury in the Environment: Effect on Health and Reproduction. Reviews on Environmental Health, 20(1): 39-56.
  • Cao D, Liu Z, Verwilst P, Koo S, Jangjili P, Kim JS, Lin W, 2019. Coumarin-Based Small-Molecule Fluorescent Chemosensors. Chemical Reviews, 119(18): 10403-10519.
  • Cesaretti A, Bonaccorso C, Carboni V, Giubila MS, Fortuna CG, Elisei F, Spalletti A, 2019. Dyes and Pigments, 162: 440-450.
  • Chen CG, Vijay N, Thirumalaivasan N, Velmathi S, Wu SP, 2019. Coumarin-Based Hg2+ Fluorescent Probe: Fluorescence Turn-On Detection for Hg2+ Bioimaging in Living Cells and Zebrafish. Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy, 219: 135-140.
  • Chen S, Xue Z, Gao N, Yang X, Zang L, 2020. Perylene Diimide-Based Fluorescent and Colorimetric Sensors for Environmental Detection. Sensors, 20(3): 917.
  • Cho H, Chae JB, Kim C, 2019. Cinnamaldehyde-Based Chemosensor for Colorimetric Detection of Cu2+ and Hg2+ in A Near-Perfect Aqueous Solution. Chemistry Select, 4(9): 2795-2801.
  • DeSilva TM., Veglia G, Porcelli F, Prantner AM, Opella SJ, 2002. Selectivity in Heavy Metal‐Binding to Peptides and Proteins. Biopolymers: Original Research on Biomolecules, 64(4): 189-197
  • Erxleben H, Ruzicka J, 2005. Atomic Absorption Spectroscopy for Mercury, Automated by Sequential Injection and Miniaturized in Lab-On-Valve System. Analytical Chemistry, 77(16): 5124-5128.
  • Fernandes Azevedo B, Barros Furieri L, Peçanha FM, Wiggers GA, Frizera Vassallo P, Ronacher Simões M, Stefanon I, 2012. Toxic Effects of Mercury on the Cardiovascular and Central Nervous Systems. BioMed Research International, 949048.
  • Han FX, Patterson WD, Xia Y, Sridhar BM, Su Y, 2006. Rapid Determination of Mercury in Plant And Soil Samples Using İnductively Coupled Plasma Atomic Emission Spectroscopy, A Comparative Study. Water, Air, and Soil Pollution, 170(1-4): 161-171.
  • Hong M, Chen Y, Zhang Y, Xu D, 2019. A Novel Rhodamine-Based Hg2+ Sensor with A Simple Structure and Fine Performance. Analyst, 144(24): 7351-7358.
  • Hong M, Lu X, Chen Y, Xu D, 2016. A novel rhodamine-based colorimetric and fluorescent sensor for Hg2+in water matrix and living cell. Sensors and Actuators B, 232:28-33.
  • Houston MC, 2011. Role of Mercury Toxicity in Hypertension, Cardiovascular Disease, and Stroke. The Journal of Clinical Hypertension, 13(8): 621-627.
  • Kang JH, Chae JB, Kim C, 2018. A Multi-Functional Chemosensor for Highly Selective Ratiometric Fluorescent Detection of Silver(I) Ion and Dual Turn-On Fluorescent and Colorimetric Detection of Sulfide. Royal Society Open Science, 5: 180293.
  • Kar C, Samanta S, Goswami S, Ramesh A, Das G, 2015. A Single Probe to Sense Al(III) Colorimetrically And Cd(II) by Turn-On Fluorescence in Physiological Conditions and Live Cells, Corroborated by X-Ray Crystallographic and Theoretical Studies. Dalton Transactions, 44(9): 4123-4132.
  • Lee SY, Lee JJ, Bok KH, Kim JA, Kim SY, Kim C, 2016, A colorimetric chemosensor for the sequential recognition of Mercury (II)and iodide in aqueous media. Inorganic Chemistry Communications, 70: 147-152
  • Masindi V, Muedi KL, 2018. Environmental Contamination by Heavy Metals. Heavy Metals, 10: 115-132.
  • Passariello B, Barbaro M, Quaresima S, Casciello A, Marabini A, 1996. Determination of Mercury by Inductively Coupled Plasma—Mass Spectrometry. Microchemical Journal, 54(4): 348-354
  • Peralta-Domínguez D, Rodríguez M, Ramos-Ortíz G, Maldonado JL, Meneses-Nava MA, Barbosa-García O, Farfán N, 2015. A Schiff Base Derivative from Cinnamaldehyde for Colorimetric Detection of Ni2+ in Water. Sensors and Actuators B: Chemical, 207: 511-517.
  • Rubino FM, 2015. Toxicity of Glutathione-Binding Metals: A Review of Targets and Mechanisms. Toxics, 3(1): 20-62.
  • Tchounwou PB, Yedjou CG, Patlolla AK, Sutton DJ, 2012. Heavy Metal Toxicity and the Environment. A. Luch (Ed.), Molecular, Clinical and Environmental Toxicology, Springer Volume: 101, pp. 133-164. Basel-Switzerland
  • Tigreros A, Portilla J, 2020. Recent Progress in Chemosensors Based on Pyrazole Derivatives. RSC Advances, 10(33): 19693-19712.
  • Upadhyay S, Singh A, Sinha R, Omer S, Negi K, 2019. Colorimetric Chemosensors for D-Metal Ions: A Review in the Past, Present and Future Prospect. Journal of Molecular Structure, 1193: 89-102.
  • Xue Z, Liu T, Liu H, 2019. Naked-eye Chromogenic and Fluorogenic Chemosensor for Mercury(II) Ion Based on Substituted Distyryl BODIPY Complex. Dyes and Pigments, 165: 65-70.
Iğdır Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi-Cover
  • ISSN: 2146-0574
  • Yayın Aralığı: Yılda 4 Sayı
  • Başlangıç: 2011
  • Yayıncı: -
Sayıdaki Diğer Makaleler

Kırmızı Etin Gevrekleştirilmesinde Kuru ve Yaş Olgunlaştırma Yöntemleri

Veysel ÖZDEMİR, Mete YANAR

Polietereterketon ve Kompozitlerinin Polyester Matrisli Termoset Kompozit Malzemesine Karşı Aşınma ve Sürtünme Performanslarının İncelenmesi

Hüseyin ÜNAL, Kemal ERMİŞ

Vangölü Havzası Yerel Tir Popülasyonları İle Bazı Buğday Çeşitlerinin Çimlenme Özellikleri ve Karakterler Arası İlişkilerin Belirlenmesi

Fevzi ALTUNER, Erol ORAL, İshak BARAN

Nematik Sıvı Kristal (E)-4-((4-Etoksibenzilidenamino)Benzonitril’in Spektroskopik ve Doğrusal Olmayan Optik Özelliklerinin Araştırılması

Arzu ÖZEK YILDIRIM, Esengül EJDER, Muhammet Hakki YILDIRIM

Uzun ve Siirt Antepfıstığı Çeşitlerinde Hasat Öncesi Ethephon Uygulamasının Hasat Mekanizasyonuna Etkisi

Halit Seyfettin ATLI, Ertuğrul İLİKÇİOĞLU, Ferit ÇELİK

Au/p-Si, Au/PVA/p-Si ve Au/PVA:Gr/p-Si Schottky Bariyer Diyotların Üretimi ve Temel Elektriksel Özelliklerinin İncelenmesi

Gülçin ERSÖZ DEMİR

II. Ürün Mısır Yetiştiriciliğinde Farklı Gübre Kaynaklarının Verim ve Besin Elementleri İçeriğine Etkisi

Yusuf DOĞAN, Serap DOĞAN, Abdullah EREN

Tornalama Sonrası Çıkan Talaşlardan Elde Edilen Alüminyum 5000 Alaşımının Yüzey Pürüzlülüğünün Taguchi Yöntemi ile Analizi

Harun YAKA

Ümit İŞKAN, Mehmet DİREK, Cemil KOYUNOĞLU, Fikret YÜKSEL

Akseki (Antalya) Bölgesinde Doğal Olarak Yayılış Gösteren Satureja cuneifolia Ten.’nın Farklı Toplama Zamanlarına Ait Uçucu Bileşenlerinin Belirlenmesi

Ayse Gul SARIKAYA, Güliz TÜRKMENOĞLU, Hüseyin FAKİR