pH spielt eine wichtige Rolle in vielen chemischen und biologischen Prozessen. Selbst kleine Veränderungen in den pH-Wert ändern, den Prozess und das Ergebnis des Prozesses beeinträchtigen. Daher ist es notwendig, die Überwachung und Steuerung des pH-Wertes in jeder Phase der Experimente. Die Glas-basierten pH-Elektrode wird erfolgreich eingesetzt, pH in vielen chemischen und biologischen Prozessen zu überwachen obwohl der Einsatz von einer Glaselektrode mehrere Einschränkungen zur pH-Messung darstellt. Die Glas-basierten pH-Elektrode ist relativ groß, zerbrechlich, und kleine Leckagen des Elektrolyten in der Probe sind möglich. Darüber hinaus die Elektrode und die Elektronik sind relativ teuer, für Anwendungen in 96-Well-Screening Fermentationssysteme. Darüber hinaus die elektrochemischen Sensoren sind invasive und verbrauchen die Probe. Daher ist es vorteilhafter, nicht-invasive, Referenz-weniger Sensoren zu verwenden.
Heutzutage sind miniaturisierte Reaktionssysteme in viele chemische Technik und Biotechnologieanwendungen begünstigt, da diese Mikrosysteme verbesserte Prozesskontrolle, sowie viele weitere Vorteile gegenüber ihren Makro System Analoga bieten. Zur Überwachung und Kontrolle der Parameter in einem miniaturisierten System ist eine anspruchsvolle Aufgabe als die Größe des Sensors zu messen, zum Beispiel, pH-Wert und O2, sowie minimiert werden müssen. Die erfolgreiche Herstellung von Mikroreaktoren für biologische Systeme erfordern verschiedene Arten von Analyse-Tools zur Prozessüberwachung. Die Entwicklung von intelligenten Mikrosensoren spielt daher eine wichtige Rolle bei der Durchführung biologischer Prozesse in Mikroreaktoren.
Vor kurzem gab es mehrere Versuche, intelligente pH-Sensoren mit Chemiresistive Materialien wie Kohlenstoff-Nanoröhren sensing und Durchführung von Polymeren1zu entwickeln. Diese Chemiresistive-Sensoren benötigen keine Bezugselektrode und sind einfach zu integrieren mit elektronischen Schaltungen. Erfolgreiche Chemiresistive Sensoren machen es möglich, intelligente Sensoren zu produzieren, die sind kostengünstig und einfach zu produzieren, benötigen eine kleine Menge zum Testen und sind nicht-invasiv.
Hier berichten wir über eine Methode, um eine Elektrode mit Polyaniline funktionalisiert, elektrochemisch reduzierte Graphene Oxid zu entwickeln. Die Chemiresistive Elektrode arbeitet als ein pH-Sensor während der Gärung ein L. Lactis . L. Lactis ist ein Milchsäure-Säure-produzierenden Bakterium in Essen Gärung und konservierende Verfahren verwendet. Während der Gärung die Produktion von Milchsäure senkt den pH-Wert, und das Bakterium aufhört zu wachsen in einem niedrigen pH-Wert2,3,4.
Ein Fermentationsmedium ist eine komplexe chemische Umgebung, die enthält Peptide, Salze und Redox-Moleküle, die dazu neigen, mit dem Sensor Oberfläche5,6,7,8,9stören. Diese Studie zeigt, dass ein pH-Sensor basiert auf Chemiresistive Material mit einer richtigen Oberflächenschutz Schicht verwendet werden, um pH in dieser Art von komplexen Gärung Medien zu messen. In dieser Studie verwenden wir erfolgreich Nafion als Schutzschicht für Polyaniline beschichtet, elektrochemisch reduzierte Graphene Oxid, Messen Sie den pH-Wert in Echtzeit während einer L. Lactis Gärung.