Técnica avanzada de detección E-Eye guiada por TD-DFT para la cuantificación in situ de Fe, Cr, F y As en muestras ambientales, biológicas y alimentarias

El objetivo de esta investigación es desarrollar un dispositivo portátil de punto de atención. Se denomina e-Eye, que puede medir la concentración de tóxicos en una muestra de varios metros. Los retos experimentales asociados con el dispositivo POCT actual son la selectividad y la selectividad en una muestra multimatricial.

Y otro desafío es la detección de una concentración muy baja. En este momento, no puede detectar una concentración muy baja. Y el último punto es que detectar un analito particular, un objetivo concreto en una muestra multimatricial.

Verás, este sensor e-Eye desarrollado localmente básicamente imita el espectrofotómetro portátil EV visible spectrophotometer. Aquí e-Eye significa sensor óptico. Este dispositivo se desarrolla basándose en dos principios de funcionamiento.

En primer lugar, el principio de funcionamiento de los sensores químicos cardiométricos de eso. El segundo es el principio de funcionamiento del sensor óptico con alta precisión. Hemos intentado entender los fundamentos de este trabajo sobre el principio de funcionamiento, el concepto de teoría de la función de densidad dependiente del tiempo, que hemos aplicado para los sensores ópticos de la media.

Nuestras invenciones abordan cuestiones fundamentales y fundamentales, desde el dominio computacional hasta el desarrollo de dispositivos sensores. Cómo podemos desarrollarnos, eso ya hemos respondido. Y basándonos en este funcionamiento, básicamente, nuestro concepto, podemos entender el mecanismo del sistema.

Podemos predecir la selectividad. Podemos predecir el rango de detección, todas estas cosas. Nuestro objetivo futuro es desarrollar sensores precisos de mayor capacidad, que puedan abordar la calidad de los problemas de monitorización del agua.

Y puede ser aplicable tanto en el campo agrícola, ambiental como en el ámbito sanitario. Y podrá detectar compuestos elementales incluso en algunos organismos biológicos a partir de la muestra. Para empezar, selecciona una reacción de cerradura y llave que reconozca específicamente al analito objetivo en función de su química fundamental.

Lanzar el programa Gaussian 09 para realizar todos los cálculos utilizando el método Becke, 3-parámetro, Lee-Yang-Parr, B3LYP híbrido y el conjunto de 2 dobles Z del Laboratorio Nacional de Los Álamos, con el fin de obtener resultados más precisos en el cálculo electrónico que involucra el analito objetivo. En la entrada gaussiana, añade SCRF=PCM y elige agua y confirma la configuración y muestra que la entrada contiene la geometría es igual a conectividad y lista de átomos enlazados en el bloque de conectividad. Haz clic en enviar.

Calcula la energía del estado fundamental necesaria para calcular la estructura optimizada de la molécula. Obtén transiciones electrónicas de estados excitados usando el método de campo autoconsistente dependiente del tiempo, solicitando un número de estados igual a 60. Con el mismo método y modelo de disolvente, calcular y exportar el espectro de absorción ultravioleta previsto.

Realizar una optimización geométrica de la teoría del funcional de densidad del estado fundamental usando el funcional B3LYP con el conjunto de base LANL2DZ para refinar la estructura molecular. Exportar las estructuras optimizadas de 110 fenenferrlina y el ion ferroso para estudios posteriores. Transfiere volúmenes iguales de citrato trisódico dihidrato como agente enmascarador, ácido ascórbico como agente optimizador de pH y 110 de feanfrolina a un tubo transparente de cultivo de vidrio.

Añade dos mililitros de solución de fondo para alcanzar un volumen total de cinco mililitros. Coloca cada muestra y estándar en una cubetas de cuarzo con una longitud de recorrido de un centímetro y mantén todas las mediciones a temperatura ambiente bajo condiciones estándar de laboratorio. Medir el hierro en todos los estándares y muestras utilizando espectroscopía UV visible escaneando desde 250 hasta 750 nanómetros.

Configura los ajustes del instrumento para que coincidan con las condiciones especificadas seleccionando la velocidad de escaneo como media. Configura el tipo de medida en absorbancia. Ajusta el ancho de la rendija a cinco nanómetros y configura los detectores en dirección.

Realiza la corrección de la línea base usando un espacio en blanco que contenga la misma matriz de agua que las muestras. Tras registrar la absorbancia UV, se observa Lambda max a 510 nanómetros, lo que confirma la formación del complejo. Para empezar, adquirir una LDR, un LED y una pantalla LCD blancas, un microcontrolador o placa microprocesador, y resistencias de precisión.

Usando la caja impresa tridimensional, alinea el LED y la resistencia dependiente de la luz directamente uno frente al otro en la ranura de la cubeta. Completa el circuito instalando una resistencia serie de 3,3 kiloohmios para el LED, enrutando el cableado limpio y conectando el LCD modelo 11497. Conecta el sensor con el microcontrolador a través de un divisor de tensión que convierte los cambios de resistencia de resistencia dependientes de la luz en un voltaje medible.

Instala filtros analógicos de supresión de ruido añadiendo una resistencia en serie o polarización de 10 kiloohmios y un condensador de un microfarad para formar una red pasa bajas en cada entrada analógica. Coloca los componentes cerca de los pines del microcontrolador y dirige los cables cortos de señal torcidos para mejorar la estabilidad. Imprime la placa de circuito impreso cuando el esquema y el diseño del prototipo estén finalizados y verificados eléctricamente.

Suministra energía encendiendo el interruptor electrónico y registra la respuesta del sensor como resistencia o voltaje convertido de cada canal. Observa el camino de la luz mientras el LED pasa la luz por la cámara de reacción y la resistencia dependiente de la luz detecta la intensidad transmitida correspondiente a la información de farro. Correlaciona la resistencia medida con la concentración de iones ferrosos para generar un gráfico de calibración e introducir la ecuación resultante en el algoritmo del dispositivo para informes en tiempo real.

Revisa el dibujo completo del circuito para confirmar el cableado final y las asignaciones de canales. Luego imprime y monta la caja del dispositivo terminada. Crea cuatro ranuras dedicadas en la caja tridimensional para guardar cuatro cubetas en posiciones fijas.

Aislar cada ranura de detección tanto ópticamente con barreras físicas opacas como electrónicamente con pares separados de resistencias LED y dependientes de la luz, y divisores de voltaje individuales para evitar solapamiento de señales. Asigna una ranura a un único analito y mantén la asignación fija. Asegúrate de que la cubeta, colocada en cada ranura, contiene solo el reactivo específico de ese analito.

Enciende el interruptor principal para suministrar energía y así que los cuatro LEDs se iluminen simultáneamente. Permite que las resistencias dependientes de la luz detecten cada analito en paralelo y muestre los resultados de todos los canales a la vez. El prototipo multiplexado cuantificó con precisión las concentraciones totales de hierro en muestras de cacahuete con resultados que coincidían estrechamente con el espectrofotómetro UV vis y permanecían por encima del límite de detección en todos los casos.

Los niveles de cromo y flúor medidos en muestras de pelo usando el prototipo multiplexado fueron comparables a las mediciones UV visibles. Los niveles de arsénico en muestras de agua del Brahmaputra aumentaron progresivamente a lo largo del número de muestras y fueron detectados de forma fiable tanto por el prototipo multiplexado como por el sistema UV vis.