DEVELOPMENT OF A SIMPLE COLORIMETRIC SENSOR FOR THE DETECTION OF COPPER AND IRON METAL IONS

Authors

  • Kaewalee Chobtam
  • Chonlada Dechakiatkrai, Theerakarunwong -

Keywords:

เซนเซอร์ตรวจวัดการเปลี่ยนแปลงสี , อัญชัน, ไอออนโลหะ , แอนโทไซยานิน

Abstract

This research was to develop a micro-scale sensor for Cu and Fe metal ions determination by using extracted anthocyanins in butterfly pea (Clitoria ternatea L.) which is used as a natural indicator based on the interaction between anthocyanin and metal ions to form a complex compound, caused a change in the absorbance by naked-eye detected color change. From the results, butterfly pea extracted had maintained the stability of absorption spectra by water solvent more than alcohol solvent. Anthocyanin extracted from butterfly pea reacted with Cu and Fe metal ions showed the most clearly change in color under 0.01% acetate buffer at pH 6 due to the number of protons increased in anthocyanin structure. As
a result, the absorbance was shifted to the lower wavelength and the color changed from dark blue to purple since the flavylium cation was formed. The addition of divalent metal ion group except carbonate ion showed small interference with the color of detection. The quantitative analysis results by using the solution sensor system agreed well with the atomic absorption spectrometry (AAS) analysis. In addition, the optimum conditions obtained from the solution system were applied to a paper-based sensor coated on the filter paper. It was found that the results of Cu and Fe metals ions analysis were consistent with the solution sensor with naked-eye detection. Moreover, the developed Cu and Fe metal ions sensor would save time, cost-effectiveness and environmental friendliness.

References

เกศินี เสาวงจันทร์, และศศิธร มั่นเจริญ. (2019). การพัฒนาเทคนิคการวิเคราะห์ปริมาณเหล็ก (III) โดยใช้สารสกัดแอนโทไซยานินจากธรรมชาติตรวจวัดด้วยสมาร์ทโฟน. วารสารวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี, 28(8), 1732-1388.

แก้วกมล มิตรสีดา, และศักดิ์สิทธิ์ จันทร์ไทย. (2558). การหาปริมาณโลหะเหล็ก ทองแดง ตะกั่ว และสังกะสี ในน้ำเม่าโดยเทคนิคเฟลมอะตอมมิกแอบซอร์พชันสเปกโทรเมทรี. วารสารวิจัย มข. (บศ.), 15(1), 32-40.

รวิวรรณ วัฑฒนายน, ซูรายา สะตาปอ, บิสมี ยามา, สาลูมา สมานหมาน, และปิยาภรณ์ วังศิริกุล. (2560). การตรวจวัดไอออนเหล็กโดยใช้แอนโทไซยานินจากกระเจี๊ยบแดง. วารสารมหาวิทยาลัยนราธิวาสราชนครินทร์, 9(2), 97-103.

วรางคณา เขาดี, ภรทิพย์ จางวาง, และวรเชษฐ์ วรรณหลวง. (2563). การตรวจวัดไอออนทองแดงในน้ำโดยใช้กระดาษกรองดัดแปรด้วยสารสกัดจากเปลือกแก้วมังกรสีขาว. วารสารวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี, 28(3), 984-996.

สุนันทา ข้องสาย, ปวีณา ปรวัฒน์กุล, รุ่งนภา พิมเสน, แน่งน้อย แสงเสน่ห์, และนงเยาว์ เทพยา. (2016). การตรวจวัดอะลูมิเนียมไอออนอย่างง่ายด้วยเทคนิคการสังเกตด้วยตาเปล่าโดยใช้สารสกัดจากดอกชบาแดง. วารสารวิชชา มหาวิทยาลัยราชภัฏนครศรีธรรมราช, 35(1), 92-102.

Chung, C., Rojanasasithara, T., Mutilangi, W., & McClements, D.J. (2016). Enhancement of colour stability of anthocyanins in model beverages by gum arabic addition. Food Chemistry, 201, 14–22.

Dangles, O., & Fenger, J-A. (2018). The Chemical Reactivity of Anthocyanins and Its Consequences in Food Science and Nutrition. Molecules, 23, 1970.

Haq, S.U., Aghajamali, M., & Hassanzadeh, H. (2021). Cost-effective and sensitive anthocyanin-based paper sensors for rapid ammonia detection in aqueous solutions. RSC Advances, 11, 24387-24397.

Khaodee, W., Wongkiti, R.,& Madang, S. (2018). The application of using natural reagent extracted from purple sweet potato for naked-eye detection of copper in water samples. Naresuan University Journal: Science and Technology. 26, 181-188.

Pina, F. (2014). Chemical applications of anthocyanins and related compounds. A source of bioinspiration. J. Agric. Food Chemistry, 62, 6885–6897.

Pina, F., Melo, M.J., Laia, C.A.T., Parola, A.J., & Lima, J.C. (2012). Chemistry and applications of flavylium compounds: A handful of colours. Chemistry Society Reviews, 41, 869–908.

Rawdkuena, S., Fasehab, A., Benjakulc, S., & Kaewprachu, P. (2020). Application of anthocyanin as a color indicator in gelatin films. Food Bioscience, 36, 100603.

Tang, B., He, Y., Liu, J., Zhang, J., Li, J. I., Zhou, J., Ye, Y., Wang, J., & Wang, X. (2019). Kinetic investigation into pH-dependent color of anthocyanin and its sensing performance. Dyes and Pigments, 170, 107643.

Downloads

Published

2022-08-24

How to Cite

Chobtam, K. . ., & Dechakiatkrai, Theerakarunwong, C. . . (2022). DEVELOPMENT OF A SIMPLE COLORIMETRIC SENSOR FOR THE DETECTION OF COPPER AND IRON METAL IONS . PSRU Journal of Science and Technology, 7(2), 14–29. Retrieved from https://ph01.tci-thaijo.org/index.php/Scipsru/article/view/247858

Issue

Section

Research Articles