Thesis (M.Sc)-Cairo University, 2024.

Bibliography: pages 41-46.

Developing innovative electrochemical sensors for environmental and biomedical applications addresses pressing challenges in water quality monitoring and clinical diagnostics. This thesis presents the fabrication and characterization of two distinct electrochemical sensors designed to detect nitrite in wastewater and urea in biological samples.
The first sensor, designed for nitrite detection, involves the modification of a glassy carbon (GC) electrode with graphene oxide (GO) and silver nanoparticles. The sensor demonstrates a linear detection range of 1–400 µM. It achieves limits of detection (LOD) of 0.084, 0.090, and 0.055 µM at pH 4, 7, and 10, respectively, thereby enabling its application in acidic, neutral, and alkaline environments. Practical utility was validated by testing in tap water and wastewater, with LODs of 0.16 and 0.157 µM, respectively.
The second sensor, optimized for urea detection, utilizes a GC electrode coated with a nickel-coated nickel-manganese (Ni@NiMn) layer, synthesized through electrodeposition. The structural and morphological properties of the electrode were characterized using X-ray diffraction (XRD), atomic force microscopy (AFM), and scanning electron microscopy (SEM), which confirmed a uniform and smooth coating. Electrochemical investigations employing cyclic voltammetry (CV), chronoamperometry (CA), and electrochemical impedance spectroscopy (EIS) revealed excellent charge transfer capabilities, high stability, and sensitivity. The sensor achieved an LOD of 0.0187 µM and a linear detection range of 1.0–10 mM. Its performance was further evaluated in real blood samples, demonstrating robust anti-interference capability.
This work highlights the versatility and efficacy of electrochemical sensors based on advanced nanomaterials for addressing critical challenges in environmental monitoring and healthcare diagnostics.

يعالج تطوير أجهزة استشعار كهروكيميائية مبتكرة للتطبيقات البيئية والطبية الحيوية التحديات الملحة في مراقبة جودة المياه والتشخيص السريري. تقدم هذه الأطروحة تصنيع وتوصيف مستشعرين كهروكيميائية متميزين مصممين للكشف عن النتريت في مياه الصرف الصحي واليوريا في العينات البيولوجية.
يتضمن المستشعر الأول، المصمم للكشف عن النتريت، تعديل قطب الكربون الزجاجي (GC) بأكسيد الجرافين (GO) وجسيمات الفضة النانوية. يوضح المستشعر نطاق الكشف الخطي من 1-400 ميكرومتر ويحقق حدود الكشف (LOD) من 0.084 و0.090 و0.055 ميكرومتر عند درجة الحموضة 4 و7 و10 على التوالي، مما يتيح تطبيقه في البيئات الحمضية والمحايدة والقلوية. تم التحقق من صحة المنفعة العملية من خلال الاختبار في مياه الصنبور ومياه الصرف الصحي، مع LODs 0.16 و0.157 ميكرومتر، على التوالي.
يستخدم المستشعر الثاني، المحسن للكشف عن اليوريا، قطبا كهربائيا GC مطلي بطبقة من النيكل والمنغنيز (Ni@NiMn) المغلفة بالنيكل، يتم تصنيعه من خلال الترسيب الكهربائي. تم تمييز الخصائص الهيكلية والمورفولوجية للقطب باستخدام حيود الأشعة السينية (XRD)، ومجهر القوة الذرية (AFM) ، والفحص المجهري الإلكتروني الماسح (SEM) ، مما أكد طلاءا موحدا وسلس. كشفت التحقيقات الكهروكيميائية التي تستخدم القياس الكهروكيميائي للفولتامتر الدوري (CV)، وقياس التيار الزمني (CA) ، والتحليل الطيفي للمقاومة الكهروكيميائية (EIS) عن قدرات ممتازة لنقل الشحنة ، والاستقرار العالي ، والحساسية. حقق المستشعر LOD يبلغ 0.0187 ميكرومتر ونطاق كشف خطي يتراوح بين 1.0 و10 مللي متر. تم تقييم أدائها بشكل أكبر في عينات الدم الحقيقية، مما يدل على قدرة قوية على مقاومة التداخل.
يسلط هذا العمل الضوء على تعدد استخدامات وفعالية أجهزة الاستشعار الكهروكيميائية القائمة على المواد النانوية المتقدمة لمواجهة التحديات الحرجة في المراقبة البيئية وتشخيص الرعاية الصحية

Issues also as CD.

Text in English and abstract in Arabic & English.