TD-DFT Technique avancée de détection E-Eye guidée pour la quantification sur site de Fe, Cr, F et As dans les échantillons environnementaux, biologiques et alimentaires

Le but de cette recherche est de développer un dispositif portable de point de soins. Il est appelé e-Eye, qui permet de mesurer la concentration de substances toxiques dans plusieurs échantillons métriques. Les défis expérimentaux associés au dispositif POCT actuel sont la sélectivité, la sélectivité dans un échantillon multi-matrice.

Et un autre défi est la détection de la très faible concentration. À ce moment-là, il ne peut pas détecter une concentration très faible. Et dernier point est que la détection d’un analyte particulier, une cible particulière dans un échantillon multi-matrice.

Voyez-vous, ce capteur e-Eye développé localement imite essentiellement le spectrophotomètre portable EV visible spectrophotomètre. Ici, e-Eye signifie capteur optique. Cet appareil est développé selon deux principes de fonctionnement.

Tout d’abord, le principe de fonctionnement des capteurs chimiques cardiométriques de cela. Le second est le principe de fonctionnement d’un capteur optique avec une grande précision. Nous avons essayé de comprendre les fondamentaux de ce travail sur le principe de fonctionnement, le concept de théorie de la fonction de densité dépendante du temps, que nous avons appliqué pour les capteurs optiques commédiats.

Nos inventions abordent les questions fondamentales de base, du domaine informatique au développement de dispositifs capteurs. Comment nous pouvons nous développer, cela nous a répondu. Et sur la base de ce fonctionnement, notre concept, nous pouvons comprendre le mécanisme du système.

Nous pouvons prédire la sélectivité. Nous pouvons prédire la portée de détection, toutes ces choses. Notre objectif futur est de développer des capteurs précis à haute base, capables de répondre aux problèmes de qualité de la surveillance de l’eau.

Et cela peut être applicable dans le domaine agricole, environnemental ainsi que dans le domaine de la santé. Et il pourra détecter des composés élémentaires même dans certains bioorganismes à partir de l’échantillon. Pour commencer, sélectionnez une réaction de serrure et clé qui reconnaît spécifiquement l’analyte ciblé en fonction de sa chimie fondamentale.

Lancez le programme Gaussian 09 pour effectuer tous les calculs en utilisant la méthode Becke, 3-paramètre, Lee-Yang-Parr, hybride B3LYP, et la base double Z 2 du Laboratoire National de Los Alamos afin d’obtenir des résultats plus précis dans le calcul électronique impliquant l’analyte ciblé. Dans l’entrée gaussienne, ajoutez SCRF=PCM et choisissez eau, confirmez le réglage et montrez que l’entrée contenant la géométrie est égale à la connectivité et à la liste des atomes liés dans le bloc de connectivité. Cliquez sur soumettre.

Calculez l’énergie de l’état fondamental nécessaire pour calculer la structure optimisée de la molécule. Obtenir des transitions électroniques à l’état excité en utilisant la méthode du champ auto-cohérent dépendante du temps, en demandant un nombre d’états égal à 60. Avec la même méthode et modèle de solvant, calculer et exporter le spectre d’absorption ultraviolet prédit.

Effectuer une optimisation de la géométrie de la théorie de la fonction de densité de l’état fondamental en utilisant la fonctionnelle B3LYP avec la base LANL2DZ définie pour affiner la structure moléculaire. Exporter les structures optimisées de la 110 phénenferrline et de l’ion ferreux pour des études ultérieures. Transférez des volumes égaux de dihydre de citrate trisodium comme agent masquant, d’acide ascorbique comme agent d’optimisation du pH, et de 110 de phanphroline dans un tube de culture en verre transparent.

Ajoutez deux millilitres de solution de fond pour atteindre un volume total de cinq millilitres. Placez chaque échantillon et chaque standard dans une cuvette en quartz d’une longueur de chemin d’un centimètre et gardez toutes les mesures à température ambiante dans des conditions de laboratoire standard. Mesurer le fer dans tous les standards et échantillons à l’aide de spectroscopie UV visible en balayant de 250 à 750 nanomètres.

Configurez les réglages de l’instrument pour correspondre aux conditions spécifiées en sélectionnant la vitesse de balayage comme moyenne. Régler le type de mesure sur l’absorbance. Ajustez la largeur de la fente à cinq nanomètres et réglez les détecteurs en direction.

Effectuer la correction de base en utilisant un blanc contenant la même matrice d’eau que les échantillons. Après l’enregistrement de l’absorption UV, Lambda max est observé à 510 nanomètres, ce qui confirme la formation du complexe. Pour commencer, procurez-vous un LDR, une LED et un écran LCD blancs, un microcontrôleur ou une carte microprocesseur, ainsi que des résistances de précision.

À l’aide de la boîte imprimée tridimensionnelle, alignez la LED et la résistance dépendante de la lumière directement en face l’une de l’autre sur la fente de la cuvette. Complétez le circuit en installant une résistance série de 3,3 kiloohm pour la LED, en rouplant un câblage propre et en connectant le modèle LCD numéro 11497. Interfacez le capteur avec le microcontrôleur via un diviseur de tension qui convertit les variations de résistance des résistances dépendantes de la lumière en une tension mesurable.

Installez des filtres analogiques de suppression du bruit en ajoutant une résistance série ou de polarisation de 10 kiloohms ainsi qu’un condensateur d’un microfarad pour former un réseau passe-bas à chaque entrée analogique. Placez les composants près des broches du microcontrôleur et acheminez les courtes fils torsadées pour améliorer la stabilité. Imprimez la carte de circuit imprimé lorsque le schéma et la disposition du prototype sont finalisés et vérifiés électriquement.

Alimentez l’alimentation en allumant l’interrupteur électronique et enregistrez la réponse du capteur sous forme de résistance ou de tension convertie de chaque canal. Observez le trajet de la lumière lorsque la LED fait passer la lumière à travers la chambre de réaction et que la résistance dépendante de la lumière détecte l’intensité transmise correspondant aux informations de farro. Corréliez la résistance mesurée avec la concentration d’ions ferreux pour générer un graphique d’étalonnage et entrer l’équation résultante dans l’algorithme du dispositif pour un rapport en temps réel.

Examinez le dessin complet du circuit pour confirmer le câblage final et les attributions des canaux. Ensuite, imprimez et assemblez l’enceinte de l’appareil fini. Créez quatre emplacements dédiés dans la boîte tridimensionnelle pour contenir quatre cuvettes en positions fixes.

Isoler chaque emplacement de détection à la fois optiquement avec des barrières physiques opaques et électroniquement avec des paires de résistances LED et lumineuses séparées et des diviseurs de tension individuels pour éviter le chevauchement du signal. Attribuez un emplacement à un seul analyte et gardez l’affectation fixe. Assurez-vous que la cuvette placée dans chaque emplacement ne contient que le réactif spécifique à cet analyte.

Allumez l’interrupteur principal pour alimenter l’alimentation afin que les quatre LED s’allument simultanément. Laissez les résistances dépendantes de la lumière détecter chaque analyte en parallèle et affichez les résultats pour tous les canaux simultanément. Le prototype multiplexé a quantifié avec précision les concentrations totales de fer dans les échantillons d’arachides, avec des résultats proches du spectrophotomètre UV vis et restant au-dessus de la limite de détection dans tous les cas.

Les niveaux de chrome et de fluorure mesurés dans les échantillons de cheveux à l’aide du prototype multiplexé étaient comparables aux mesures visibles par UV. Les niveaux d’arsenic dans les échantillons d’eau du Brahmapoutre ont augmenté progressivement selon les nombres d’échantillons et ont été détectés de manière fiable à la fois par le prototype multiplexé et le système UV vis.