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Article de méthode

Préparation électrochimique de couches de poly(3,4-éthylènedioxythiophène) sur des microélectrodes d’or pour des applications de détection de l’acide urique

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DOI :

10.3791/62707

⸱

28 juillet 2021

 ,  , 
1School of Chemical Sciences, The University of Auckland, 2School of Biological Sciences, The University of Auckland, 3Surgical and Translational Research Center, The University of Auckland

Dans cet article

Résumé

Nous décrivons des systèmes de solvants aqueux et organiques pour l’électropolymérisation du poly(3,4-éthylènedioxythiophène) afin de créer de fines couches à la surface des microélectrodes d’or, qui sont utilisées pour détecter les analytes de faible poids moléculaire.

Résumé

Deux méthodes différentes de synthèse du poly(3,4-éthylènedioxythiophène) (PEDOT) sur des électrodes en or sont décrites, en utilisant l’électropolymérisation du monomère de 3,4-éthylènedioxythiophène (EDOT) dans une solution aqueuse et une solution organique. La voltampérométrie cyclique (CV) a été utilisée dans la synthèse des couches minces de PEDOT. Le perchlorate de lithium (LiClO4) a été utilisé comme dopant dans les systèmes de solvants aqueux (aqueux/acétonitrile (ACN)) et organiques (carbonate de propylène (PC)). Après la création de la couche PEDOT dans le système organique, la surface de l’électrode a été acclimatée par des cycles successifs dans une solution aqueuse pour une utilisation comme capteur pour les échantillons aqueux.

L’utilisation d’une méthode d’électropolymérisation aqueuse présente l’avantage potentiel de supprimer l’étape d’acclimatation pour avoir un temps de préparation du capteur plus court. Bien que la méthode aqueuse soit plus économique et plus respectueuse de l’environnement que la méthode au solvant organique, une formation supérieure de PEDOT est obtenue dans la solution organique. Les surfaces d’électrode PEDOT résultantes ont été caractérisées par microscopie électronique à balayage (MEB), qui a montré la croissance constante de PEDOT pendant l’électropolymérisation à partir de la solution PC organique, avec une croissance rapide de type fractal sur des microélectrodes d’or (Au).

Introduction

Les polymères conducteurs d’électricité sont des matériaux organiques largement utilisés dans les dispositifs bioélectroniques pour améliorer les interfaces. Semblables aux polymères conventionnels, les polymères conducteurs sont faciles à synthétiser et sont flexibles pendant le traitement1. Les polymères conducteurs peuvent être synthétisés à l’aide de méthodes chimiques et électrochimiques; cependant, les approches de synthèse électrochimique sont particulièrement favorables. Cela est principalement dû à leur capacité à former des films minces, à permettre le dopage simultané, à capturer des molécules dans le polymère conducteur et, surtout, à la simplicité du processus de synthèse1. De plus, les polymères conducteurs forment des nanostructures uniformes, fibreuses et bosselées, adhérant fermement à la surface de l’électrode, ce qui augmente la surface active de l’électrode2.

Dans les années 1980, certains polyhétérocycles, tels que le polypyrrole, la polyaniline, le polythiophène et le PEDOT, ont été développés qui ont montré une bonne conductivité, une facilité de synthèse et une stabilité 3,4. Bien que le polypyrrole soit mieux compris que d’autres polymères (par exemple, les dérivés du polythiophène), il est sujet à une oxydation irréversible5. Ainsi, le PEDOT présente certains avantages par rapport au reste car il a un état oxydatif beaucoup plus stable et conserve 89% de sa conductivité par rapport au polypyrrole dans des conditions similaires6. De plus, le PEDOT est connu pour son électroconductivité élevée (~500 S/cm) et une bande interdite modérée (c.-à-d. que les écarts de bande ou les écarts d’énergie sont des régions sans frais et se réfèrent à la différence d’énergie entre le haut d’une bande de valence et le bas d’une bande de conduction)7.

De plus, le PEDOT a des propriétés électrochimiques, a besoin de potentiels plus faibles pour être oxydé et est plus stable dans le temps que le polypyrrole après avoir été synthétisé7. Il a également une bonne transparence optique, ce qui signifie que son coefficient d’absorption optique, en particulier sous forme de sulfonate de PEDOT-polystyrène (PEDOT-PSS), se trouve dans la région visible du spectre électromagnétique à 400-700 nm7. Dans la formation de PEDOT électrochimiquement, les monomères EDOT s’oxydent au niveau de l’électrode de travail pour former des cations radicaux, qui réagissent avec d’autres cations radicaux ou monomères pour créer des chaînes PEDOT qui se déposent sur la surface de l’électrode1.

Différents facteurs de contrôle sont impliqués dans la formation électrochimique des films PEDOT, tels que l’électrolyte, le type d’électrolyte, la configuration de l’électrode, le temps de dépôt, le type de dopant et la température du solvant1 PEDOT peut être généré électrochimiquement en faisant passer le courant à travers une solution d’électrolyte appropriée. Différents électrolytes tels que les liquides aqueux (p. ex. PEDOT-PSS), organiques (p. ex., PC, acétonitrile) et ioniques (p. ex., tétrafluoroborate de 1-butyl-3-méthylimidazolium (BMIMBF4)) peuvent être utilisés8.

L’un des avantages des revêtements PEDOT est qu’ils peuvent réduire considérablement l’impédance d’une électrode Au dans la gamme de fréquences 1 kHz de deux ou trois ordres de grandeur, ce qui rend utile d’augmenter la sensibilité de la détection électrochimique directe de l’activité neuronale9. De plus, la capacité de stockage de charge des électrodes modifiées par PEDOT augmente et entraîne des réponses potentielles plus rapides et plus faibles lorsque la charge de stimulation est transférée via PEDOT10. De plus, lorsque le sulfonate de polystyrène (PSS) est utilisé comme dopant pour la formation de PEDOT sur les réseaux de microélectrodes Au, il crée une surface rugueuse et poreuse avec une surface active élevée, une impédance d’interface plus faible et une capacité d’injection de charge plus élevée11. Pour l’étape d’électropolymérisation, EDOT-PSS effectue généralement une dispersion dans un électrolyte aqueux.

Cependant, l’EDOT est soluble dans le chloroforme, l’acétone, l’ACN et d’autres solvants organiques tels que le PC. Par conséquent, dans cette étude, un mélange d’eau a été utilisé avec un petit volume d’ACN dans un rapport de 10: 1 pour faire une solution soluble EDOT avant le début de l’électropolymérisation. Le but de l’utilisation de cet électrolyte aqueux est d’omettre l’étape d’acclimatation dans la préparation de la microélectrode modifiée par PEDOT et de raccourcir les étapes. L’autre électrolyte organique utilisé pour comparer avec l’électrolyte aqueux/ACN est le PC. Les deux électrolytes contiennent du LiClO4 comme dopant pour aider à oxyder le monomère EDOT et à former le polymère PEDOT.

Les microélectrodes sont des électrodes de travail voltammétriques de plus petit diamètre que les macroélectrodes, d’environ des dizaines de micromètres ou moins de dimension. Leurs avantages par rapport aux macroélectrodes comprennent un transport de masse amélioré de la solution vers la surface de l’électrode, générant un signal à l’état d’équilibre, une chute de potentiel ohmique plus faible, une capacité à double couche plus faible et un rapport signal/bruit accru12. Comme toutes les électrodes solides, les microélectrodes doivent être conditionnées avant l’analyse. La technique de prétraitement ou d’activation appropriée est le polissage mécanique pour obtenir une surface lisse, suivie d’une étape de conditionnement électrochimique ou chimique, telle que le cycle de potentiel sur une plage particulière dans un électrolyte approprié13.

CV est très couramment utilisé dans la polymérisation électrochimique du PEDOT en insérant des électrodes dans une solution monomère qui implique un solvant approprié et un électrolyte dopant. Cette technique électrochimique est bénéfique pour fournir des informations de direction telles que la réversibilité des processus de dopage des polymères conducteurs et le nombre d’électrons transférés, les coefficients de diffusion des analytes et la formation de produits de réaction. Cet article décrit comment deux électrolytes différents utilisés pour l’électropolymérisation du PEDOT peuvent générer de minces films de nanostructure avec une application de détection potentielle qui dépend de la morphologie et d’autres propriétés intrinsèques.

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Protocole

1. Préparation de solutions analytiques

  1. Préparation de 0,1 M EDOT dans une solution organique
    1. Peser 0,213 g de LiClO4 et le transférer dans une fiole jaugée de 20 mL.
    2. Utilisez un cylindre de mesure pour prélever 20 mL de PC de la bouteille.
    3. Ajouter le PC à la fiole jaugée de 20 mL contenant du LiClO4. Mélanger la solution en plaçant la fiole dans un bain à ultrasons pendant 30 min. Transférer la solution dans un flacon en verre de 20 mL.
    4. Couvrir le flacon avec du papier d’aluminium et insérer une longue aiguille attachée à un tuyau d’azote dans la solution pour dégazer pendant 10 min. Ensuite, retirez le papier d’aluminium et boucher le flacon hermétiquement.
      REMARQUE: Préparez LiClO4 frais le jour de l’expérience.
    5. Avant l’essai électrochimique, transférer 1 mL de la solution de LiClO4 préparée (0,1 M) dans une cellule électrochimique (voir le tableau des matériaux).
    6. Utiliser une micropipette (10-100 μL) pour ajouter 10,68 μL de monomère EDOT (densité : 1,331 g/mL) à la cellule électrochimique contenant la solution liClO4 préparée.
    7. Exécutez la méthode CV (voir rubrique 3.4 pour les paramètres CV) pour lancer l’électropolymérisation de l’EDOT sur la surface nue de la microélectrode Au après avoir inséré toutes les configurations d’électrodes dans la solution. Utilisez cette électrode modifiée pour caractériser la surface par microscopie électronique à balayage (MEB).
    8. Pour utiliser cette électrode modifiée à des fins de détection, acclimatez d’abord sa surface à une solution aqueuse en exécutant des scans CV dans la solution de perchlorate de sodium (NaClO4) (voir rubrique 3.4 pour les paramètres CV).
    9. Utilisez cette microélectrode organiquement modifiée et acclimatée par PEDOT (à partir du 1.1.8) pour exécuter CV (voir rubrique 3.4 pour ses paramètres CV) d’une solution tampon de phosphate à utiliser comme balayage de fond.
      REMARQUE: Rincez l’électrode après chaque étape.
    10. Enfin, retirez l’électrode de la solution tampon sans rinçage et insérez-la immédiatement dans des solutions d’acide urique ou des échantillons de lait pour l’exécution de scans CV (voir rubrique 3.4 pour les paramètres CV).
  2. Préparation de 0,01 M EDOT dans une solution aqueuse
    1. Utilisez une micropipette pour prendre 10,68 μL d’EDOT et ajouter à 1 mL d’ACN dans un flacon en verre.
    2. Ajouter 9 mL d’eau désionisée (18,2 MΩ/cm à 25 °C) au flacon pour préparer 10 mL de solution EDOT de 0,01 M.
    3. Ajouter 0,11 g de poudre de LiClO4 à la solution EDOT préparée pour obtenir 0,1 M de solution de LiClO4 et mélanger doucement.
      REMARQUE: Préparez les solutions d’électrolytes fraîchement le jour de l’expérience.
    4. Transférer la solution préparée dans la cellule électrochimique et commencer l’électropolymérisation de 0,01 M EDOT sur la surface de l’électrode par la méthode CV (voir rubrique 3.4 pour les paramètres CV) après insertion de l’électrode dans la solution aqueuse/ACN.
    5. Caractériser la surface de cette électrode modifiée par SEM.
  3. Préparation d’une solution de perchlorate de sodium de 0,1 M
    1. Peser 0,245 g de NaClO4 et le transférer dans un flacon en verre contenant 20 mL d’eau désionisée (18,2 MΩ/cm à 25 °C).
    2. Utilisez cette solution pour acclimater la surface de la microélectrode Au modifiée par PEDOT à une solution aqueuse et pour éliminer l’excès d’EDOT. À cette fin, rincez l’électrode et insérez-la dans la solution de NaClO4 ; puis exécutez CV pendant 10 cycles (voir section 3.4 pour les paramètres CV).
  4. Préparation de la solution tampon
    1. Peser 13,8 g de dihydrogénophosphate de sodium (NaH2PO4. 1H2O) dans un bateau de pesage. Transférez-le dans une fiole jaugée de 500 mL (c.-à-d. le volume final requis) et remplissez-le jusqu’à la ligne avec de l’eau désionisée (18,2 MΩ/cm à 25 °C).
    2. Placez la fiole dans un bain à ultrasons jusqu’à ce que la poudre se dissout complètement dans l’eau, ce qui donne une solution de 0,2 M.
    3. Dans un nouveau bateau de pesage, peser 17,8 g d’hydrogénophosphate disodique (Na2HPO4.2H 2O) et le transférer dans une autre fiole jaugée de 500 mL. Complétez-le avec de l’eau désionisée pour obtenir une solution de 0,2 M. Placez la fiole dans un bain à ultrasons pour qu’elle se dissolve correctement.
    4. Mélanger 62,5 mL de solution de dihydrogénophosphate de sodium avec 37,5 mL de solution d’hydrogénophosphate disodique dans un cylindre de mesure et transférer le mélange dans une bouteille en verre de 250 mL (voir le tableau des matériaux). Complétez avec 100 mL d’eau désionisée pour obtenir 200 mL de 0,1 M de solution tampon de phosphate, pH 6,6. Réfrigérer le tampon phosphate pour une utilisation à long terme.
      REMARQUE: Amenez le tampon à la température ambiante avant chaque expérience.
  5. Préparation des solutions d’analyte cible
    1. Peser 0,0084 g d’acide urique (UA) dans un bateau de pesage et le dissoudre dans 50 mL de tampon phosphate (pH 6,6) dans une fiole jaugée pour obtenir une solution d’UA de 1 mM.
    2. Dégazez la solution par purge d’azote pendant 10 min.
      REMARQUE: Il est conseillé de préparer la solution d’UA fraîche le jour de l’expérience.
  6. Préparation d’échantillons de lait pour analyse
    1. Obtenez un échantillon de lait entier et des échantillons de lait avec différentes saveurs (par exemple, du lait espresso, du lait caramel / chocolat blanc et du lait au chocolat belge) dans un supermarché local pour l’électroanalyse. Ne pas prétraiter ou diluer les échantillons de lait.
    2. Utilisez une micropipette de 5 mL pour prélever 5 mL de chaque échantillon de lait dans les bouteilles fraîchement ouvertes.
    3. Tout d’abord, exécutez CV de tampon phosphate, pH 6,6, comme signal de fond. Ensuite, ajoutez l’échantillon de lait de 5 mL dans la cellule électrochimique, insérez de la microélectrode Au fraîchement et biologiquement modifiée par PEDOT et d’autres électrodes dans les échantillons de lait et exécutez CV. Voir la section 4 du protocole pour savoir comment analyser les données collectées.
  7. Préparation de solutions de prétraitement d’électrodes
    1. Peser 0,2 g de poudre d’hydroxyde de sodium (NaOH) et le transférer dans une fiole jaugée de 50 mL pour préparer une solution de 0,1 M.
    2. Utilisez la solution de NaOH de 0,1 M pour éliminer le résidu de PEDOT formé sur la surface de la microélectrode après chaque exécution.
    3. Utilisez une pipette en verre pour retirer 27,2 mL d’une bouteille d’acide sulfurique à 98 % (H2 SO4). Ajoutez-le très lentement à une fiole jaugée de 1 L à moitié remplie d’eau désionisée.
    4. Compléter la fiole jusqu’à la ligne avec de l’eau désionisée pour préparer 1 L d’une solution de 0,5 M H2SO4 .
      REMARQUE: Préparer la solution H2SO4 sous une hotte pour des raisons de sécurité. Utilisez la solution H2SO4 dans l’étape finale de nettoyage électrochimique de la microélectrode.

2. Prétraitement de la microélectrode d’or

  1. Polir la microélectrode Au (10 μm de diamètre, 3,5 mm de largeur x 7 cm de long) sur un tampon de polissage d’alumine placé sur une plaque de polissage du verre (dimensions: 3 » x 3 » carrés) à l’aide d’une boue d’alumine pendant 30 s avec des mouvements circulaires et en forme de huit mains pendant le polissage.
  2. Rincez la microélectrode Au avec de l’eau désionisée, insérez-la dans un flacon en verre contenant 15 mL d’éthanol absolu (grade LR) et ultrasons pendant 2 min.
  3. Rincez la microélectrode Au avec de l’éthanol et de l’eau et vaporisez-la à nouveau par ultrasons pendant 4 min dans de l’eau désionisée pour éliminer l’excès d’alumine de la surface de l’électrode.
  4. Enfin, éliminez les impuretés supplémentaires en effectuant un cycle dans 0,5 M H2SO4 pour 20 segments entre des potentiels de 0,4 et 1,6 V (par rapport à Ag/AgCl) à une vitesse de balayage de 50 mV/s. Assurez-vous qu’il y a deux pics clairs en raison de la formation et de la réduction de l’oxyde d’or à des potentiels anodiques et cathodiques constants chaque fois que l’électrode est nettoyée enH2SO4.

3. Technique de voltampérométrie cyclique

  1. Utilisez un potentiostat approprié pour exécuter CV comme technique électrochimique d’intérêt.
  2. Allumez le potentiostat et l’ordinateur qui y est connecté. Assurez-vous que le système est connecté.
  3. Pour tester la communication entre l’ordinateur et l’instrument, démarrez le logiciel et allumez l’instrument. Utilisez la commande Test matériel sous le menu Configuration . Si une erreur Échec du lien s’affiche , vérifiez les paramètres de connexion et de port.
  4. Ouvrez le logiciel potentiostat sur l’ordinateur et, dans le menu Configuration, choisissez Technique. Dans la fenêtre d’ouverture, choisissez la voltampérométrie cyclique (CV). Encore une fois, revenez au menu Configuration et cliquez sur Paramètres pour entrer les paramètres expérimentaux pour l’exécution du CV.
    1. Utilisez les paramètres CV suivants pour exécuter l’électropolymérisation PEDOT dans un électrolyte organique sur la microélectrode Au nue : potentiel initial : -0,3 V, potentiel final : -0,3 V, potentiel élevé : 1,2 V, nombre de segments : 8, vitesses de balayage : 100 mV/s, direction : positif.
    2. Utilisez les paramètres CV suivants pour exécuter l’électropolymérisation PEDOT dans un électrolyte aqueux/ACN sur la microélectrode Au nue : potentiel initial : -0,3 V, potentiel final : -0,3 V, potentiel élevé : 1,2 V, nombre de segments : 20, vitesses de balayage : 100 mV/s, direction : positif.
    3. Utilisez les paramètres CV suivants pour exécuter l’étape d’acclimatation de la microélectrode Au modifiée par PEDOT de fabrication organique: potentiel initial: -0,2 V, potentiel final: -0,2 V, potentiel élevé: 0,8 V, nombre de segments: 20, taux de balayage: 100 mV / s, direction: positif.
    4. Utilisez les paramètres CV suivants pour les solutions étalons UA et le tampon phosphate (pH 6,6) avec la microélectrode Au nue : potentiel initial : 0 V, potentiel final : 0 V, potentiel élevé : 1 V, nombre de segments : 2, vitesses de balayage : 100 mV/s et direction : positif.
    5. Utilisez les paramètres CV suivants pour les solutions étalons UA et le tampon phosphate (pH 6,6) sur la microélectrode Au modifiée par PEDOT de fabrication organique: potentiel initial: 0 V, potentiel final: 0 V, potentiel élevé: 0,6 V, nombre de segments: 2, vitesses de balayage: 100 mV / s et direction: positif.
    6. Utilisez les paramètres CV suivants pour les échantillons de lait et le tampon phosphate (pH 6,6) sur la microélectrode Au modifiée par PEDOT de fabrication organique: potentiel initial: 0 V, potentiel final: 0 V, potentiel élevé: 0,8 V, nombre de segments: 2, vitesses de balayage: 100 mV / s, direction: positif.
  5. Préparer trois configurations d’électrodes dans une cellule électrochimique en verre, y compris une électrode de travail (microélectrode Au (10 μm de diamètre)), une électrode de référence (p. ex. argent/chlorure d’argent (Ag/AgCl) dans du chlorure de sodium 3 M (NaCl) et une contre-électrode en fil de platine.
  6. Passez ces électrodes propres et séchées à travers les trous d’un porte-électrode attaché à un support. Ensuite, placez le support au-dessus de la cellule électrochimique pour insérer les électrodes dans la solution ou l’échantillon cible.
  7. Assurez-vous qu’il n’y a pas de bulles sur les surfaces des électrodes.
    1. S’il y a des bulles, retirez les électrodes, rincez à nouveau à l’eau désionisée et séchez avec un mouchoir en papier. Replacez les électrodes dans le support du support et dans la solution.
    2. S’il y a des bulles autour de l’électrode de référence, appuyez doucement sur la pointe.
    3. S’il y a des bulles autour de la contre-électrode après qu’elle commence à fonctionner, nettoyez la contre-électrode. Si le scan CV devient bruyant, nettoyez la surface de l’électrode et vérifiez les connexions, les fils et les clips du système.
  8. Assurez-vous que les trois connexions filaires pour les électrodes de référence, de travail et de compteur sont correctement connectées, puis démarrez l’expérience en cliquant sur Exécuter en bas.
  9. Exécutez toutes les expériences à température ambiante. Pour les échantillons de lait, laissez la température des échantillons de lait atteindre la température ambiante avant d’exécuter CV.

4. Collecte et analyse des données

  1. Après avoir exécuté CV, enregistrez les données dans le format souhaité (CSV ou Bin) dans un dossier, puis utilisez une clé USB pour les collecter. Analysez les données à l’aide d’un logiciel approprié. Convertissez les fichiers CSV en feuilles de calcul pour faciliter l’analyse.
    REMARQUE: Si les données sont enregistrées au format d’un fichier binaire, convertissez-les au format De virgule de texte avant la collecte des données dans une clé USB.
  2. Pour analyser le CV des échantillons de lait, soustrayez le CV du lait du CV de fond (c.-à-d. CV du tampon phosphate (pH 6,6) prélevé avant l’exécution de chaque échantillon de lait) pour produire des courbes dues à l’oxydation du profil du lait.

5. Techniques pour caractériser PEDOT

  1. Utilisez un type spécifique de MEB haute performance pour caractériser les couches PEDOT fabriquées dans différents électrolytes.
    REMARQUE: Ici, FEI Quanta 200 ESEM FEG a été utilisé; il est équipé d’un pistolet Schottky field emission (FEG) pour une meilleure résolution spatiale. Cet instrument fournit différents modes de travail tels que le vide poussé, le vide faible et les modes SEM environnementaux et est équipé d’un détecteur SiLi (Lithium drifted) Super Ultra-Thin Window EDS.
  2. Vérifier la morphologie de surface des microélectrodes Au nues et modifiées par PEDOT (PEDOT-Au) par SEM après électropolymérisation PEDOT dans des solutions organiques et aqueuses. Effectuer l’électropolymérisation PEDOT sur des microélectrodes Au nues dans des solutions aqueuses/ACN et organiques immédiatement avant de les vérifier par SEM.
  3. Placez les électrodes fraîchement préparées (une microélectrode Au nue et deux des microélectrodes PEDOT-Au) sur l’étage SEM horizontalement, avec leur tête au-dessus de la scène à un certain angle.

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Résultats

La voltampérométrie cyclique est une technique facile pour former une fine couche de PEDOT sur une surface de microélectrode Au afin d’augmenter la conductivité et la sensibilité de l’électrode lors de la détection électrochimique des analytes cibles. Ce protocole démontre la méthode d’électropolymérisation de 0,1 M EDOT à partir d’une solution organique par rapport à 0,01 M EDOT à partir d’une solution d’électrolyte aqueuse. L’exécution de 10 cycles en solution aqueuse/ACN entraîne une croissance modérée du PEDOT compar...

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Discussion

La méthode CV permet de mesurer rapidement et simplement différents analytes dans les aliments, le vin et les boissons, les extraits de plantes et même les échantillons biologiques. Cette technique produit une grande variété de données, y compris les potentiels de crête d’oxydation/réduction, les valeurs de courant de crête de l’analyte cible (proportionnelles à la concentration) et toutes les autres valeurs de courant et de potentiel après chaque exécution CV. Bien que l’utilisation de CV soit relativement facile, les d...

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Déclarations de divulgation

Les auteurs n’ont rien à divulguer.

Remerciements

Grâce au financement fourni par le ministère néo-zélandais des Affaires, de l’Innovation et de l’Emploi (MBIE) dans le cadre du programme « High Performance Sensors ».

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Matériaux

Liste des matériaux utilisés dans cet article
NomEntrepriseNuméro de catalogueCommentaires
AcetonitrileBaker Analysé HPLC Ultra Gradient Solvant75-05-8Tampon
de polissage en alumineBASi, USAMF-1040couleur beige/velours Lait
chocolat belgePuhoi Valley dairy company, Auckland, NZ_Acheterdans un supermarché local
Lait au caramel/chocolat blancPuhoi Valley dairy company, Auckland, NZ_Acheterà partir de supermarché local
CH instrumentCH instruments, Inc. USA_Model CHI660E
Contre-électrodeBASi, USAMW-1032Fil de platine de 7,5 cm de long (0,5 mm de diamètre) électrode auxiliaire/contre-électrode, pureté de 99,95 %
Hydrogénophosphate disodique (Na2HPO4, 2H2O)Scharlau Chemie SA, Barcelone, Espagne10028-24-7Poids 17,8 g
Bouteille DURANUniversité d’Auckland_Les verres ont été fabriqués localement à la cellule électrochimique de l’Université d’Auckland
BASi, USAMF-1208  ; Volume de 5 à 15 ml,
verre Polissage à l’électrode Suspension d’alumineBASi, USACF-10507 mL de 0,05 & micro ; m granulométrie vernis alumine
Lait expressoPuhoi Valley dairy company, Auckland, NZ_Acheterau supermarché
local 3,4-Ethylènedioxythiophène (EDOT), 97 %Sigma-Aldrich126213-50-1Prendre 10.68 &mu ; L de la bouteille
FEI ESEM Quanta 200 FEGUSA_SEM équipé d’un canon à émission de champ Schottky (FEG) pour une résolution spatiale optimale. L’instrument peut être utilisé en mode vide poussé (HV), en mode vide faible (LV) et en mode ESEM (Environmental SEM).  ;
Microélectrode en orBASi, USAMF-2006 Électrodede travail (10 &mu ; m diamètre)
Perchlorate de lithium, réactif ACS, &ge ; 95 %Sigma-Aldrich7791-03-9Make 0.1 M solution
MicropipettesEppendorf_10-100 &mu ; L et 100-1000 volumes
MilliQ eauThermo Scientific, USA_18.2 M&Omega ;/cm à 25° ; C, Barnstead Nanopure Diamond Water Purification System Carbonate
propylène, anhydre, 99,7 %Sigma-Aldrich108-32-7Prendre 20 mL de la bouteille
Électrode de référenceBASi, USAMF-2052Électrode argent/chlorure d’argent (Ag/AgCl) à conserver dans 3 M de chlorure
de sodium Plaque de polissage en verre de remplacementBASi, USAMF-2128Plaque de verre comme support pour fixer le tampon de polissage dessus
Dihydrogénophosphate de sodium  ; (NaH2PO4, 1H2O)Sigma-Aldrich10049-21-5Poids 13,8 g
Perles d’hydroxyde de sodium, ARECP-Réactif analytique1310-73-2Faire 0,1 M de
solution Perchlorate de sodium, réactif ACS, &ge ; 98 %Sigma-Aldrich7601-89-0Make 0.1 M solution
Acide sulfurique (98 %)Merck7664-93-9Make 0.5 M solution
Acide uriqueSigma-Aldrich69-93-2Make 1 mM solution
Lait entierAnchor dairy company, Auckland, NZBlue cap milk, acheter au supermarché local
de qualité HPLC au de

Références

  1. Guimard, N. K., Gomez, N., Schmidt, C. E. Conducting polymers in biomedical engineering. Progress in Polymer Science. 32 (8), 876-921 (2007).
  2. Cui, X., Martin, D. C. Electrochemical deposition and characterization of poly(3,4-ethylenedioxythiophene) on neural microelectrode arrays. Sensors and Actuators B: Chemical. 89 (1), 92-102 (2003).
  3. Hong, S. Y., Marynick, D. S. Understanding the conformational stability and electronic structures of modified polymers based on polythiophene. Macromolecules. 25 (18), 4652-4657 (1992).
  4. Kundu, K., Giri, D. Evolution of the electronic structure of cyclic polythiophene upon bipolaron doping. Journal of Chemical Physics. 105 (24), 11075-11080 (1996).
  5. Thomas, C. A., Zong, K., Schottland, P., Reynolds, J. R. Poly(3,4-alkylenedioxypyrrole)s as highly stable aqueous-compatible conducting polymers with biomedical implications. Advanced Materials. 12 (3), 222-225 (2000).
  6. Yamato, H., Ohwa, M., Wernet, W. Stability of polypyrrole and poly(3,4-ethylenedioxythiophene) for biosensor application. Journal of Electroanalytical Chemistry. 397 (1-2), 163-170 (1995).
  7. Latonen, R. -M., et al. Poly(3,4-ethylenedioxythiophene) based enzyme-electrode configuration for enhanced direct electron transfer type biocatalysis of oxygen reduction. Electrochimica Acta. 68, 25-31 (2012).
  8. Liu, K., Xue, R., Hu, Z., Zhang, J., Zhu, J. J. Electrochemical synthesis of acetonitrile-soluble poly(3,4-ethylenedioxythiophene) in ionic liquids and its characterizations. Journal of Nanoscience and Nanotechnology. 9 (4), 2364-2367 (2009).
  9. Cui, X., Martin, D. C. Fuzzy gold electrodes for lowering impedance and improving adhesion with electrodeposited conducting polymer films. Sensors and Actuators A: Physical. 103 (3), 384-394 (2003).
  10. Wilks, S. J., Richardson-Burn, S. M., Hendricks, J. L., Martin, D., Otto, K. J. Poly(3,4-ethylene dioxythiophene) (PEDOT) as a micro-neural interface material for electrostimulation. Frontiers in Neuroengineering. 2, 7(2009).
  11. Pranti, A. S., Schander, A., Bödecker, A., Lang, W. Highly stable PEDOT:PSS coating on gold microelectrodes with improved charge injection capacity for chronic neural stimulation. Proceedings. 1 (4), 492(2017).
  12. Štulík, K., Amatore, C., Holub, K., Marecek, V., Kutner, W. Microelectrodes: Definitions, characterization, and applications (Technical report). Pure and Applied Chemistry. 72 (8), 1483-1492 (2000).
  13. Štulík, K. Activation of solid electrodes. Electroanalysis. 4 (9), 829-834 (1992).
  14. Motshakeri, M., Travas-Sejdic, J., Phillips, A. R. J., Kilmartin, P. A. Rapid electroanalysis of uric acid and ascorbic acid using a poly(3,4-ethylenedioxythiophene)-modified sensor with application to milk. Electrochimica Acta. 265, 184-193 (2018).
  15. Motshakeri, M., Phillips, A. R. J., Travas-Sejdic, J., Kilmartin, P. A. Electrochemical study of gold microelectrodes modified with PEDOT to quantify uric acid in milk samples. Electroanalysis. 32 (9), 2101-2111 (2020).
  16. Motshakeri, M., Phillips, A. R. J., Kilmartin, P. A. Application of cyclic voltammetry to analyse uric acid and reducing agents in commercial milks. Food Chemistry. 293, 23-31 (2019).

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