Development of electrochemical sensor based on modified electrode for the determination of carbendazim

Abstract

Bu çalışmada, fungisit karbendazimin (CBZ) oldukça hassas, seçici, basit ve hızlı bir şekilde belirlenmesi için modifiye edilmiş bir elektrodun hazırlanmasına dayanan bir elektrokimyasal sensör geliştirilmiştir. İlk olarak, gümüş nanoparçacıkları ile modifiye edilmiş tütsülenmiş silikadan oluşan nanokompozit sentezlenmiştir. İkinci olarak, karbon pasta elektrot hazırlanan nanokompozit ile modifiye edilmiş ve karbendazimin belirlenmesi için voltametrik bir yöntem önerilmiştir. Nanokompozit, taramalı elektron mikroskopisi (SEM) ile karakterize edilmiştir, ayrıca hazırlanan modifiye elektrot yüzeyi, X-ışını kırınımı, EDX haritalaması ve taramalı elektron mikroskopisi ile karakterize edilmiştir. Modifiye edilmiş elektrotlar, elektrokimyasal olarak dönüşümlü voltametri ve elektrokimyasal empedans spektroskopisi kullanılarak karakterize edilmiştir. Modifiye edilmiş elektrot karbendazimin yükseltgenmesinde bir elektrokatalitik etki göstermiştir. Karbendazimin belirlenmesi için geliştirilen yöntem, yüzde modifikasyon ajanı, pH, tarama hızı ve bekleme süresini içeren deneysel parametrelerin optimizasyonunu içermektedir. Bu çalışmada hazırlanan elektrokimyasal sensörün performansı nehir suyu, portakal suyu, elma suyu ve domates numunelerinde test edilmiştir. Önerilen bu yöntemle CBZ analizi için düşük bir gözlenebilme sınırı (0,000940 μM), düşük bir tayin sınırı (0,003134 μM) ve doğrusal ölçüm aralığı (0,05 – 10,0 μM) elde edilmiştir. Elde edilen sonuçlar hazırlanan elektrokimyasal sensörün karbendazimin ölçümü için kullanılan mevcut analitik metotlara alternatif olarak kullanılabileceğini göstermiştir.

In this study, the development of an electrochemical sensor was examined based on the preparation of a modified electrode in order to produce a method highly sensitive, selective, simple and rapid determination of (CBZ) fungicide. Firstly, nanocomposite consisting of fumed silica decorated with silver nanoparticles (FS@Ag) was synthesized. Secondly, the carbon paste electrode was modified with the prepared modified agent and a voltammetric method was proposed for carbendazim quantification. Modification agent and modified electrode surface were characterized by X-ray diffraction, EDX mapping and scanning electron microscopy analysis. Modified electrodes were also electrochemically characterized using cyclic voltammetry and electrochemical impedance spectroscopy analysis. The modified electrode showed an electrocatalytic effect in the oxidation of carbendazim. Development of the method for the determination of carbendazim was involved optimizing experimental parameters including the percentage of modification agent, pH and accumulation time. The performance of the prepared electrochemical sensor has been investigated in real samples such as river water, orange and apple juice, and tomatoes samples. With this proposed method, a low limit of detection (0.000940 μM) and a low limit of quantification (0.003134 μM) and a wide linear range (0.05 – 10.0 μM) were obtained for CBZ analysis. The results showed that the electrochemical sensor prepared here can be used as an alternative to current analytical methods used for the measurement of carbendazim.