पीने के पानी में फ्लोराइड आयन का पता लगाने और फ्लोरोसिस संबंधी विकारों से बचने के लिए उपकरण-मुक्त, एक साधारण पेपर-स्ट्रिप आधारित तकनीकी विकसित

फ्लोरोसिस एक गंभीर किस्म की बीमारी है, जो लंबे समय से पीने के पानी/खाद्य उत्पादों/ औद्योगिक प्रदूषण के माध्यम से फ्लोराइड के अधिक सेवन के कारण शरीर के कठोर और नरम ऊतकों में फ्लोराइड्स के जमाव से उत्पन्न होती है। यह डेंटल फ्लोरोसिस, कंकाल फ्लोरोसिस और गैर-कंकाल फ्लोरोसिस के परिणामस्वरूप होता है। पानी में फ्लोराइड की आसान पहचान सार्वजनिक स्वास्थ्य के खतरों को रोकने में मदद कर सकती है।

विज्ञान और प्रौद्योगिकी विभाग, भारत सरकार के एक स्वायत्त संस्थान नैनो विज्ञान और प्रौद्योगिकी संस्थान (आईएनएसटी) के वैज्ञानिकों ने पीने के पानी में एक उपकरण मुक्त फ्लोराइड आयन का पता लगाने का एक प्रौद्योगिकी को विकसित किया है। यह फ्लोरोसिस-आधारित विकारों से बचाने में घरेलू उपयोग के लिए विकसित किया गया है जिसमें किसी विशेषज्ञ की जरूरत नहीं होगी।

डॉ. जयमुरुगन गोविंदा सामी और उनकी टीम द्वारा विकसित की गई तकनीक में 2,3-डिस्बस्टिट्यूटेड 1,1,4,4-टेट्रेसीनो-1,3-ब्यूटाडाइन्स (टीसीबीडी) पर आधारित एक पुश-पुल क्रोमोफोर शामिल है जो फ्लोराइड आयन के संपर्क में आने पर रंग बदलता है। चिन्हित क्रोमोफोर (सी3-फिनाइल, C2- यूरिया फंक्शनलाइज़्ड टीसीबीडी) अर्ली करियर रिसर्च (ईसीआर) अवार्ड द्वारा प्राप्त एक व्यवस्थित अध्ययन का परिणाम है। डॉ. गोविंदा सामी द्वारा प्राप्त डीएसटी के रामानुजन फैलोशिप अनुदान से समर्थन मिला हुआ है। इसके नतीजे हाल ही में जर्नल ऑफ ऑर्गेनिक केमिस्ट्री में प्रकाशित हुए थे।शोधकर्ताओं ने यूरिया को एक असामान्य दान करने वाले के बजाय एक असामान्य दान करने वाले के रूप में डिजाइन किया, जैसे कि बेहतर ऑप्टोइलेक्ट्रिक गुण प्राप्त करने के लिए अमाइन।चार्ज-ट्रांसफर (सीटी) प्रॉपर्टी जो एनिलिन डोनर में बॉन्‍ड के माध्यम से उत्पन्न होती है, आमतौर पर फोटोइंड्रेटेड इलेक्ट्रॉन ट्रांसफर (पीईटी) तंत्र के कारण बुझती है।जबकि एक इलेक्ट्रॉन दाता के रूप में यूरिया को पेश करने पर, सीटी ने "फील्ड-प्रभाव" के कारण दोनों स्थानों के साथ-साथ बॉन्‍ड के माध्यम से प्रदर्शित किया। इस प्रकार पीईटी प्रक्रिया का आंशिक काबू, जिसके कारण श्वेत प्रकाश उत्सर्जन हुआ।

बाद में, उन्होंने जैविक रूप से प्रासंगिक फ्लोराइड के संवेदन में इसकी प्रयोज्यता को बढ़ाया, क्योंकि यह सर्वविदित है कि फ्लोराइड एच-बॉन्डिंग इंटरेक्शन के माध्यम से यूरिया के साथ बांध सकता है। इस प्रकार यूरिया के साथ पुश-पुल क्रोमोफोर का संयोजन उसी के लिए एक आदर्श प्रणाली बन गया। आईएनएसटी के वैज्ञानिकों ने प्रयोगशाला पैमाने में इस क्रोमोफोर के संश्लेषण को अनुकूलित किया है

इसके अलावा, 3 पीपीएम से 1 पीपीएम से कम संवेदनशीलता बढ़ाने के लिए डिजाइन और संश्लेषण को थोड़ा संशोधित किया जा सकता है। फिलहाल आईएनएसटी की टीम इस दिशा में काम कर रही है। लागत के लिहाज से देखा जाए तो क्रोमोफोर का केवल संश्लेषण होता है, जिससे यह सस्ती और सुलभ हो जाती है।

फिलहाल, एफ-डिटेक्शन के लिए कमर्शियल किट को लेकर विश्लेषणात्मक तरीकों की आवश्यकता होती है, मुख्य रूप से स्पेक्ट्रोमीटर (मोबाइल या स्थिर)। अभी कुछ वर्णमिति पहचान किट उपलब्ध हैं लेकिनउनके पास केवल पीएच<1 (एचसीएल का इस्तेमाल) आदि के साथ काम करने जैसे कुछ मुद्दे हैं, जिनके उपयोग में आईएनएसटी के वैज्ञानिकों द्वारा विकसित किट आसानी से उपयोग की जाती है।

हालांकि समाधान के लिहाज से देखा जाए तो क्रोमोजेनिक और क्रोमो-फ्लोरोजेनिक रिसेप्टर्स के लिए बड़ी संख्या में रिपोर्टें उपलब्ध हैं, केवल सीमित संख्या में ऐसी रिपोर्ट हैं जो ठोस-चरण का पता लगाने के अध्ययन में मदद करती हैं।हालांकि, उन सभी रिसेप्टर्स में कुछ कमियां हैं। मसलन वे आमतौर पर केवल कार्बनिक माध्यम और अकार्बनिक फ्लोराइड स्रोत में रंग परिवर्तन प्रदर्शित करते हैं, एसीटोन और फॉस्फेट जैसे अन्य आयनों के प्रति आत्मीयता के लिए प्रतिस्पर्धा करते हैं। अपेक्षाकृत उच्च न्यूनतम सीमा 10–30 पीपीएम के साथ, काम करते हैं। जबकि कुछ केवल यूवी-लैंप और रासायनिक उपचारित पेपर के साथ काम करते हैं। गैर-प्लानर पुश-पुल क्रोमोफोरस इन्फ़्लुएंस फ़्लोराइड आयन दोनों समाधानों में ठोस-चरण है। इसे खुली आंखों से देखा जा सकता है।

आविष्कार को पेटेंट (202011028595) किया गया है। इस काम को डीएसटी-एसईआरबी द्वारा अर्ली करियर रिसर्च अवार्ड और रामानुजन फेलोशिप के माध्यम से डॉ. जयमुरुगन गोविंदासामी को समर्थन प्रदान किया है।

कुछ भारतीय कंपनियों सहित कई कंपनियां सॉल्यूशन-आधारित फोटोमेट्रिक के साथ-साथ कलरमीटर सेंसर किट भी बेचती हैं। हालांकि, किट की लागत को कम करने के साथ-साथ लेमैन द्वारा आसान हैंडलिंग के लिए उपलब्ध कम लागत वाली पेपर-स्ट्रिप पर आधारित एक भी उत्पाद नहीं है।

अभी एक जर्मन कंपनी 20 पीपीएम तक की संवेदनशीलता के साथ एचएफ का पता लगाने के लिए एक पेपर-स्ट्रिप टेस्ट किट बेचती है जो केवल हाइड्रोक्लोरिक एसिड (पीएच<1) के साथ काम करती है। आईएनएसटी द्वारा विकसित इस किट का उपयोग बिना विशेषज्ञों के भी किया जा सकता है। जलीय/डीएमएसओ 1:1 स्थिति में 3 पीपीएम तक उच्च संवेदनशीलता और 1 पीपीएम तक केवल डीएमएसओ के साथ और खतरनाक रसायनों और उपकरणों से मुक्त है।