Name: רצועות נייר פלואורסצנטי איתור מהילה דיזל עם הטלפון החכם Read-out (וידאו) | JoVE Journal
Uploaded: 2018-11-09T12:30:00.000+00:00
Duration: 7 min 10 s
Description: למד זיהוי מהילת דיזל בקרוסין באמצעות רצועות נייר פלואורסצנטיות וקריאת סמארטפון. השיטה מספקת תוצאות איכותניות בפחות מדקה ומתאימה לכוח אדם לא מיומן בהתאם לקריטריוני WHO ASSURED.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

המחברים, הייתי רוצה להכיר את בום למימון דרך אזור מיקוד מדעי אנליטית: https://www.bam.de/Navigation/EN/Topics/Analytical-Sciences/Rapid-Oil-Test/rapid-oil-test.html.

1. צבעי פלורסנט (איור 1A)
<ol><li>לרכוש 4 זמינים מסחרית-DNS ו 4-DNS-הו. הערה: 4-DNS-COOH אינו זמין מסחרית ולא מוכן מ 4-DNS-או כפי שמתואר להלן.</li>
	<li>מקום 50 מ"ג (0.16 mmol) 2-[אתיל [4-[2-(4-nitrophenyl) ethenyl] phenyl] אמינו] אתנול, 2 מ ג (0.016 mmol) 4-dimethylaminopyridine ו- 19.2 מ"ג (0.192 mmol) של סוקסינית אנהידריד ב 10 מ"ל עגולה בתחתית הבקבוק.</li>
	<li>להמיס את ריאגנטים ב 2 מיליליטר דיכלורומתאן יבש תחת ארגון אווירה.</li>
	<li>הוסף µL 11.6 (0.08 mmol) של triethylamine ' שהתערובת להגיב על 20 h.</li>
	<li>לנטר את התגובה על ידי שכבה דקה כרומטוגרפיה עד ההמרה כמותית של חומרי המוצא (Rf = 0.61) לתוך המוצר (Rf = 0.27) מסומן (הקסאן/EtOAc, 4/6, וי/v)</li>
	<li>להוסיף 2 מיליליטר מים לתערובת לפני acidification את ה-pH 2 עם חומצה אצטית (כ- 10 µL).</li>
	<li>לחלץ את התערובת על-ידי ביצוע שתי עקירות נוזל-נוזל רצופים, עם 10 מ"ל של דיכלורומתאן בכל פעם.</li>
	<li>לשטוף פעם את שלבי אורגני שהתנהגות עם 10 מ"ל של NaCl רוויים (> 359 g L– 1).</li>
	<li>יבש את שלבי אורגני על-ידי הוספת נה2אז אבקת4 עד כמה בסדר אבקת סוכן ייבוש נשאר גלוי.</li>
	<li>לטהר המוצר גולמי על ידי סיליקה פלאש כרומטוגרפיה עמודה עם נפט אתר: ethylacetate 1:9 כמו eluent. הערה: התשואה מושגת היו 49 מ ג (74%) של המוצר הרצוי.</li>
	<li>לבצע 1H NMR ניתוח של המוצר מטוהרים דימתיל סולפוקסיד-d6 כדי לאמת את המבנה (אלפא 8.17 (d, J = 8.8 הרץ, 2 H), 7.75 (d, J = 8.8 הרץ, 2 H), 7.49 (d, J = 8.8 הרץ, 2 H), 7.41 (d, J = 16.3 הרץ, 1 H), 7.10 (d, J = הרץ 16.3 1 H), 6.75 (d, J = הרץ 8.9, 2 H), 4.18 (t, J = הרץ 6.0, 2 H), 3.58 (t, J = הרץ 6.0, 2 H), 3.43 (q, J = 7.0 הרץ, 2 H), 2.50-2.45 (ז, ח 4), 1.10 (t, J = 7.0 הרץ, 3 H) ppm).</li>
	<li>לבצע 13C NMR ניתוח של המוצר מטוהרים דימתיל סולפוקסיד-d6 כדי לאמת את המבנה (אלפא 173.36, 172.20, 147.99, 145.23, 145.13, 133.89, 128.76, 126.30, 124.03, 123.67, 120.95, 111.58, 61.52, 48.05, 44.57, 28.73, 28.63, דפים לדקה 12.00).</li>
	<li>לבצע ספקטרומטר מסה ברזולוציה גבוהה עם אלקטרו חיובי יינון ספריי של המוצר מטוהרים, התואם הערך המחושב (C22H25N2O6 [M + H]+: 413.1707) מ/z יחס של 413.1713.</li>
</ol>2. סינתזה של הפניה לצבוע
הערה: ההליך סינתטי של 8-(phenyl)-1,3,5,7-tetramethyl-2,6-diethyl-4,4-difluoro-4 בורה-3a, אומצה 4a-diaza-s-indacene מפני שבאנגליה ואח. 18.
<ol><li>לטהר את המוצר גולמי על ידי טור כרומטוגרפיה-סיליקה עם טולואן כמו eluent. הערה: התשואה מושגת היו מ"ג 441 (29%) של גבישים אדמדם בהיר.</li>
	<li>לבצע 1H NMR ניתוח של המוצר טהור במהירות 600 מגה-הרץ ב- d-דימתיל סולפוקסיד6 כדי לאמת את המבנה (אלפא 0.98 (t, 6 H, J = הרץ 7.6), 1.27 (s, 6-אייץ '), 2.29 (q, 4h, J = הרץ 7.6), 2.53 (s, 6-אייץ '), 7.27-7.29 (ז, 2 H), עמודים לדקה 7.46-7.48 (ז, ח 3)).</li>
	<li>לבצע ספקטרומטר מסה ברזולוציה גבוהה עם אלקטרו חיובי יינון ספריי של המוצר מטוהרים, התואם הערך המחושב (ג23H28BF2N2 [M + H]+: 381.2314) מ/z יחס של 381.2267.</li>
</ol>3. מבחן רצועת פבריקציה נוספת, שיטה 1.
<ol><li>להכין 1 מ מ פתרונות של התייחסות צבע, צבעי 4-DNS, 4-DNS-OH 4-DNS-COOH, טולואן.</li>
	<li>חותכים רצועות תאית של 30 × 5 מ מ נייר סינון.</li>
	<li>במקום כ 50 של הרצועות אלה (611 מ ג) בקבוקון sealable מ ל יחד עם 4.5 מ של הפתרון הרצוי לצבוע מהשלב 3.1.</li>
	<li>לנער את הרצועות בתוך המבחנה עם מסובב אנכי כעשרים דקות במהירות של 30 סל ד.</li>
	<li>יוצקים את הפתרון טולואן מתוך המיכל, למלא מיד עם 4 מיליליטר ציקלוהקסאן וסובב עבור 1 דקות ב- rpm 30 לשטוף את עודף צבע.</li>
	<li>חזור על פעולת הכביסה מ 3.5 שלב שלוש פעמים.</li>
	<li>יבש את הרצועות במבחן שהושג על נייר סינון 10 דקות באוויר בטמפרטורת החדר.</li>
</ol>4. מבחן רצועת פבריקציה נוספת, שיטה 2.
<ol><li>Amination של הנייר רצועות.<ol>
<li>חותכים רצועות תאית של 30 × 5 מ מ נייר סינון.</li>
		<li>ברדס fume, מקום כ 20 של הרצועות אלה (308 מ ג) בקבוקון המכיל 40 מ של טולואן.</li>
		<li>להוסיף µL 960 של 3-aminopropyltriethoxysilane (APTES) הבקבוקון ומערבבים את התערובת במשך 24 שעות ביממה-80 מעלות צלזיוס.</li>
		<li>הסר את הרצועות של הבקבוק, לשטוף ביסודיות עם 50 מ של אתנול.</li>
		<li>יבש את הרצועות עבור 2 h ב- 50 מעלות צלזיוס.</li>
	</ol>
</li>
	<li>הארכת לצבוע.<ol>
<li>ברדס fume, להמיס 5 מ"ג של 4-DNS-COOH (13 µmol) 10 מ"ל של דיכלורומתאן יבש תחת ארגון אווירה בבקבוקון 25 מ.</li>
		<li>להוסיף NN'- dicyclohexylcarbodiimide (DCC, 3.3 מ ג, 16 µmol) ולאפשר את חומצה קרבוקסילית תופעל למשך 15 דקות.</li>
		<li>להוסיף triethylamine (2.2 µL, 16 µmol) ו- 18 רצועות נייר aminated (278 מ ג).</li>
		<li>מערבבים את התערובת כבר שעתיים נוספות.</li>
		<li>הסר את הרצועות של הפתרון, לשטוף עם 25 מ של דיכלורומתאן, 25 מ של אתנול.</li>
	</ol>
</li>
</ol>5. הדגימה טיפול קדם.
<ol><li>טיפול מעבדה<ol>
<li>מקום 10 מ"ל של דיזל/הנפט טריים להתמזג בקבוקון 25 מ.</li>
		<li>להשעות 10% wt של פחם פעיל בתערובת.</li>
		<li>מערבבים את המבחנה 1 h, צנטריפוגה (400 x גרם, 10 דקות), מסנן כדי להסיר את הפחם.</li>
	</ol>
</li>
	<li>טיפול באתר<ol>
<li>רכישה מעגלית הופעל פחמן טעון המסננים של 47 מ מ קוטר.</li>
		<li>מקום 4 של מסנני בעל מסנן בשורה של פלדת אל-חלד 47 מ מ.</li>
		<li>ריקון 5 מ של תערובת טריים סולר/נפט באמצעות המסננים עם מזרק רגיל 10 מ; כ 2 מ"ל של פתרון ללא פחמימן ארומטי polycyclic הושג.</li>
	</ol>
</li>
</ol>6. החכם קורא יישום
הערה: מבוסס אנדרואיד החכם עם חזית ממורכז המצלמה שימש הליבה של מערכת המדידה החכם. כל הצורך רכיבים אופטיים, אביזר מודפס 3D היו בהזמנה מיוחדת עבור התקן זה. עם זאת, ניתן להשתמש בכל smartphone אחרים עם מצלמת CMOS (משלימים מתכת מוליך למחצה). 19 , 20
<ol><li>רכישה של אפוקסי סטנדרטי 5 מ מ LED-460 nm, 100 Ω הנגד של ה-USB ב- the-go (OTG) כבל עם מתג ON/OFF, יציאת USB מיקרו.</li>
	<li>חותכים כבל ה-USB על ההפך של הצד OTG כדי לבודד את החוט האדום מפעיל +5 וולט (עד 300 מא), את החוט השחור המתאים לקרקע.</li>
	<li>לחתוך את החוט השחור של כבל ה-USB ו הלחמה את resistor 100 Ω בגב המתג. הלחמה האנודה LED + 5V אדום חוט ו הקתודה LED לקרקע שחור תיל.</li>
	<li>לרכוש מפזר, שני מסננים עבור ה-LED ואת המצלמה, בדרך כלל זמן קצר לעבור סינון עבור הערוץ עירור (LED), להקה לעבור סינון עבור אוסף פליטה (מצלמה).</li>
	<li>3D-הדפסה תיק החכם מתאים החכם ו משתלב חלקים אופטיים שונים המורכב שחור קאמרית (20 x 30 x 40 מ מ)21 כמתואר באיור2.</li>
	<li>3D-הדפסה בעל רצועת כמתואר באיור 2 כדי להכיל הפניה ואת רצועת הבדיקה.</li>
	<li>ליישם את הערוץ עירור על-ידי הצבת ה-LED, מפזר את, המסנן כדי להאיר את רצועות נייר בזווית של 60°.</li>
	<li>ליישם את הערוץ הקריאה על-ידי הצבת את המסנן מול המצלמה CMOS החכם.</li>
	<li>הוסף מבחן רצועת המחזיק המכיל את הרצועות להתחיל מדידה.</li>
</ol>7. דגימת באמצעות הגלאי מבוסס סמארטפון.
הערה: ניתוחים בוצעו על-ידי הפעלת app(lication) של ג ' אווה עבור אנדרואיד לבסוף מוצגות הרמה מהילה על המסך. בלי היישום, תמונות יכול להיות נלקח, מיוצא למחשב וניתח עם תוכנת ניתוח תמונה רגילה.
<ol><li>בחר את קובץ כיול נאותה, כאן סולר/נפט, מהזיכרון התוכנה על ידי לחיצה על לחצן התפריט בפינה הימנית העליונה של חלון התוכנה.</li>
	<li>לטבול את רצועת הבדיקה בתוך המדגם דיזל במשך כמה שניות על-ידי החזקת רצועת הבדיקה עם פינצטה.</li>
	<li>להסיר עודפי דלק על ידי מלטף פשוטה עם עיתון ייבוש.</li>
	<li>במקום רצועת הבדיקה בתוך בעל רצועת מלבד רצועת הפניה ולהציג המחזיק לתוך התיק החכם. הערה: תמונה של זריחה של הרצועות ואז מיד מוצג על המסך של הטלפון החכם.</li>
	<li>לחץ על לחצן לירות כדי להקליט את עוצמות קרינה פלואורסצנטית מבחן וההתייחסות רצועות. הערה: מידת מהילה מיד מחושב על ידי אלגוריתם פנימי, המוצג על המסך.</li>
</ol>

<ol><li>Mattheou, L., Zannikos, F., Schinas, P., Karavalakis, G., Karonis, D., Stournas, S. <a target="_blank" href="https://www.researchgate.net/publication/258518426_Impact_of_using_adulterated_automotive_diesel_on_the_exhaust_emissions_of_a_stationary_diesel_engine">Impact of Using Adulterated Automotive Diesel on the Exhaust Emissions of a Stationary Diesel Engine.</a> Global NEST Journal. 8 (3), 291-296 (2006).</li>
<li>Gawande, A. P., Kaware, J. P. <a target="_blank" href="http://www.tsijournals.com/abstract/fuel-adulteration-consequences-in-india--a-review-11609.html">Fuel Adulteration Consequences in India : A Review.</a> Scientific Reviews and Chemical Communications. 3 (3), 161-171 (2013).</li>
<li>Lam, N. L., Smith, K. R., Gauthier, A., Bates, M. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Kerosene%3A+A+Review+of+Household+Uses+and+their+Hazards+in+Low-+and+Middle-Income+Countries%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Toxicology+and+Environmental+Health%2C+Part+B%22%5BJournal%5D)">Kerosene: A Review of Household Uses and their Hazards in Low- and Middle-Income Countries.</a> Journal of Toxicology and Environmental Health, Part B. 15 (6), 396-432 (2012).</li>
<li>Chandrappa, R., Chandra Kulshrestha, U. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aChandrappa%2C+R+%22Sustainable+Air+Pollution+Management%3A+Theory+and+Practice%22">Sustainable Air Pollution Management: Theory and Practice</a>. , Springer International Publishing. 305-323 (2016).</li>
<li>Felix, V. J., Udaykiran, P. A., Ganesan, K. <a target="_blank" href="http://www.indjst.org/index.php/indjst/article/viewFile/59076/46230">Fuel Adulteration Detection System.</a> Indian Journal of Science and Technology. 8, 90-95 (2015).</li>
<li>Meira, M., et al. <a target="_blank" href="https://www.researchgate.net/publication/277348556_Determination_of_Adulterants_in_Diesel_by_Integration_of_LED_Fluorescence_Spectra">Determination of Adulterants in Diesel by Integration of LED Fluorescence Spectra.</a> Journal of the Brazilian Chemical Society. 26 (7), 1351-1356 (2015).</li>
<li>Klingbeil, A. E., Jeffries, J. B., Hanson, R. K. <a target="_blank" href="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0016236108002585">Temperature- and composition-dependent mid-infrared absorption spectrum of gas-phase gasoline: Model and measurements.</a> Fuel. 87 (17-18), 3600-3609 (2008).</li>
<li>Gupta, A., Sharma, R. K. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aGupta%2C+A+%22Air+Pollution%22">Air Pollution</a>. Villanyi, V. , InTech. (2010).</li>
<li>Gruber, J., Lippi, R., Li, R. W. C., Benvenho, A. R. V. <a target="_blank" href="https://www.researchgate.net/publication/221910033_Analytical_Methods_for_Determining_Automotive_Fuel_Composition">Analytical Methods for Determining Automotive Fuel Composition.</a> New Trends and Developments in Automotive System Engineering. 13, 13-28 (2011).</li>
<li>Park, D. H., Hong, J., Park, I. S., Lee, C. W., Kim, J. M. <a target="_blank" href="https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adfm.201400779">A Colorimetric Hydrocarbon Sensor Employing a Swelling-Induced Mechanochromic Polydiacetylene.</a> Advanced Functional Materials. 24 (33), 5186-5193 (2014).</li>
<li>Haidekker, M. A., Theodorakis, E. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ratiometric+mechanosensitive+fluorescent+dyes%3A+Design+and+applications%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Materials+Chemistry+C%22%5BJournal%5D)">Ratiometric mechanosensitive fluorescent dyes: Design and applications.</a> Journal of Materials Chemistry C. 4 (14), 2707-2718 (2016).</li>
<li>Uzhinov, B. M., Ivanov, V. L., Melnikov, M. Y. <a target="_blank" href="http://iopscience.iop.org/article/10.1070/RC2011v080n12ABEH004246">Molecular rotors as luminescence sensors of local viscosity and viscous flow in solutions and organized systems.</a> Russian Chemical Reviews. 80 (12), 1179-1190 (2011).</li>
<li>Grabowski, Z. R., Rotkiewicz, K., Rettig, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Structural+Changes+Accompanying+Intramolecular+Electron+Transfer%3A+Focus+on+Twisted+Intramolecular+Charge-Transfer+States+and+Structures%5BTitle%5D)+AND+%22Chemical+Reviews%22%5BJournal%5D)">Structural Changes Accompanying Intramolecular Electron Transfer: Focus on Twisted Intramolecular Charge-Transfer States and Structures.</a> Chemical Reviews. 103 (10), 3899-4032 (2003).</li>
<li><a target="_blank" href="https://www.astm.org/DATABASE.CART/HISTORICAL/D975-16A.htm">ASTM D975 - 16a, Standard Specification for Diesel Fuel Oils</a>. , ASTM International. (2016).</li>
<li>Colucci, J. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aColucci%2C+J+%22Future+Automotive+Fuels+%E2%80%A2+Prospects+%E2%80%A2+Performance+%E2%80%A2+Perspective%22">Future Automotive Fuels • Prospects • Performance • Perspective</a>. , Springer US. (1977).</li>
<li>Lackner, M., Winter, F., Agarwal, A. K. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aLackner%2C+M+%22Gaseous+and+Liquid+Fuels%22">Gaseous and Liquid Fuels</a>. 3, WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. (2010).</li>
<li>Gotor, R., Tiebe, C., Schlischka, J., Bell, J., Rurack, K. <a target="_blank" href="https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.energyfuels.7b01538">Detection of Adulterated Diesel Using Fluorescent Test Strips and Smartphone Readout.</a> Energy & Fuels. 31 (11), 11594-11600 (2017).</li>
<li>Coskun, A., Akkaya, E. U. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ion+Sensing+Coupled+to+Resonance+Energy+Transfer%3A+A+Highly+Selective+and+Sensitive+Ratiometric+Fluorescent+Chemosensor+for+Ag%28I%29+by+a+Modular+Approach%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+the+American+Chemical+Society%22%5BJournal%5D)">Ion Sensing Coupled to Resonance Energy Transfer: A Highly Selective and Sensitive Ratiometric Fluorescent Chemosensor for Ag(I) by a Modular Approach.</a> Journal of the American Chemical Society. 127 (30), 10464-10465 (2005).</li>
<li>Chang, B. Y. <a target="_blank" href="http://koreascience.or.kr/article/ArticleFullRecord.jsp?cn=JCGMCS_2012_v33n2_549">Smartphone-based Chemistry Instrumentation: Digitization of Colorimetric Measurements.</a> Bulletin of the Korean Chemical Society. 33 (2), 549-552 (2012).</li>
<li>Roda, A., et al. <a target="_blank" href="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0165993615301060">Smartphone-based biosensors: A critical review and perspectives.</a> TrAC Trends in Analytical Chemistry. 79, 317-325 (2016).</li>
<li>McCracken, K. E., Yoon, J. -Y. <a target="_blank" href="http://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2016/ay/c6ay01575a">Recent approaches for optical smartphone sensing in resource-limited settings: a brief review.</a> Analytical Methods. 8 (36), 6591-6601 (2016).</li>
</ol>

המחברים אין לחשוף.

בדיקה פלורסנט, המבוססת על צבע הרוטור מולקולרית הרגישה צמיגויות בטווח של אלה יימדדו דיזל ומיזוגים שונים שלה עם נפט, נעשה שימוש כדי להשיג פשוטה ויעילה לבדוק רצועות איתור מהילה דלק דיזל. עוצמת פליטת 4-DNS ב 550 nm, בקורלציה תערובות שונות של סולר/נפט עם הפחתה של צמיגות כאשר מגביר הפרופורציה של נפט. בטמפרטורה של 24 ° C, זריחה לא לינארית שכבתה עד 55% נצפתה עד 100% מהילה עם נפט, המאפשר כימות אמין של מהילה עם סטיית תקן נמוכה של 1.70%.
עם זאת, ספיחה פשוטה של 4-DNS על רצועות נייר סינון הוביל • תנאי של ל...

מהילה דלק היא בעיה רצינית בחלקים רבים של העולם, פשוט בגלל הרלוונטיות העצום של דלק כמקור אנרגיה. ריצה מנועי דלק מהול מפחית את הביצועים שלהם, מוביל לכישלון מנוע קודמות, כרוך זיהום סביבתי1. גדל אזx פליטת להתרחש אם דיזל הוא מהול עם נפט בדרך כלל מכילה כמות גבוהה יותר של גופרית2,3. למרות הבעיה קיימת כבר עשרות שנים, ניהול בר קיימא דלק חושפת פעילות פלילית שלה בנקודת המוצא הוא עדיין נדיר, כי בדיקות פשוטה ואמינה עבור דלק מהילה בעיקר חסרים4. למרות התקדמות משמעותית בניתוח מבוסס המעבדה שמן מינרלי בעשורים שחלפו5,6,7, גישות מדידות באתר עדיין נדירים. שיטות שונות לשימוש מחוץ למעבדה יש לאחרונה ויוחאי, באמצעות סיבים אופטיים8, שדה – אפקט טרנזיסטורים9 או חומרים mechano-כרום10. למרות שהם להתגבר על חלק החסרונות של שיטות קונבנציונליות, חזקים, שיטות ידידותיות למשתמש ונייד עדיין חסרים במידה רבה. הגששים פלורסנט צמיגות בהתבסס על הרוטורים מולקולרי הן מעניין חלופי11,12, כי שמנים מינרליים המורכב מעובדים מגוון גדול של פחמימנים שונים אורך שרשרת, לאחר תקופת היובש, להיות לעיתים קרובות לידי ביטוי הקיימים. בגלל דלקים תערובות מורכבים ללא הפניה ספציפית תרכובות לפעול כמו המשדרים, מידת השינוי של מאפיין מאקרוסקופית כמו צמיגות או קוטביות נראה מאוד מבטיח. האחרון ניתן לטפל על ידי פלורסנט הרוטורים מולקולרית עבורו התשואות הקוונטית של קרינה פלואורסצנטית תלויים צמיגות סביבתיים. לאחר photoexcitation, הביטול כרוך בדרך כלל מצב העברה (TICT) תשלום התפלגות מעוות, האוכלוסייה אשר נקבע על פי צמיגות microenvironment שמסביב שלה13. ממיסים בעלי צמיגות גבוהה לעכב הרוטורים מולקולרית לאמץ מדינה TICT, פרוגרמה פליטה בהיר. בממיסים נמוך נטול צמיגות, הרוטור יותר גישה המדינה TICT, האצת ללא קרינה רדיואקטיבית, ובכך מתרצה זריחה. התוספת של נפט, עם צמיגות של 1.64 מ מ2∙s–1 -27 ° C, כדי דיזל, עם צמיגויות בהתאמה של 1.3-2.4, 1.9-4.1, 2.0-4.5 או 5.5-24.0 מ מ2∙s –1 ב 40 מעלות צלזיוס לכיתות ד' 1, 2D, EN 950 4D14,15,16, מפחית את צמיגות קנטית של התערובת, שעשוי להיות מוביל שכבתה פרופורציונלי של זריחה של בדיקה מולקולרית הרוטור. משפחתו של 4-דלמטלמינו-4-nitrostilbenes (4-DNS) נראה המבטיחים ביותר אלינו בגלל שלהם וריאציה פלורסצנטיות חזקה על מגוון צמיגות קנטית 0.74-70.6 מ מ-2-∙s –-1. טווח זה תואם הערכים הידועים של נפט, סולר.
לכן חרשנו את היכולת של 4DNS, 2-[אתיל [4-[2-(4-nitrophenyl) ethenyl] phenyl] אמינו] אתנול (4DNSOH) ו- (E) חומצה-4-(2-(ethyl(4-(4-nitrostyryl)phenyl)amino)ethoxy)-4-oxobutanoic (4DNSCOOH) כדי לציין את צמיגות תערובות דיזל-נפט באמצעות קרינה פלואורסצנטית שלהם, בהתאם התפלגות הסיבוב סוף סוף מניב בדיקה מהירה מהילה דיזל עם נפט. המבחן חד פעמיות הוא קל לשימוש, מדויק, אמין, חסכוני ממדית קטן. ספיחה של הגששים על גבי נייר הסינון כמו תמיכה מלאה נחקר, הניתוח הושלמה עם קורא פלורסצנטיות המוטבע מבוסס סמארטפון. היום, טלפונים חכמים ubiquitously הזמינים הינם מצוידים עם מצלמות באיכות גבוהה, עיבוד זיהוי אופטי שינויים כגון צבע, זריחה ישיר ולאחר לסלול את הדרך עבור ניתוחים באתר רב-עוצמה. נדגים כאן כי המדד של הפליטה של הספוחה על רצועות נייר עם טלפון חכם של פלורסנט רגשים יכול לשמש עבור זיהוי הונאות על בעירה דלקים באופן אמין17.

<table><tbody><tr><td>4-dimethylamino-4-nitrostilbene (מספר CAS: 2844-15-7)</td> <td>Sigma-Aldrich</td><td>39255</td><td>4-DNS Dye</td></tr><tr><td>2-[ethyl[4-[2-(4-nitrophenyl)ethenyl]phenyl]amino]ethanol (מספר CAS: 122258-56-4)</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>518565</td><td>4-DNS-OH Dye</td></tr><tr><td>Whatman&nbsp; נייר סינון איכותי, דרגה 1</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>Z274852</td><td>רצועות בדיקה תומכות</td></tr><tr><td>ב-Whatman&nbsp; מסנן ספציפי ליישום, נייר טעון פחם פעיל,</td><td>מסנני טיפול מקדים בדלק</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>WHA1872047</td> דרגה 72</tr><tr><td>מחזיקי מסננים לשימוש חוזר נירוסטה, קוטר. 47&nbsp; מ"מ</td><td>סיגמא-אולדריץ'</td><td>Z268453&nbsp;</td><td>מסנני טיפול מקדים למחזיק</td></tr><tr><td>(3-אמינופרופיל)טריאתוקסילאן</td><td>סיגמא-אולדריץ'</td><td>919-30-2</td><td>APTES</td></tr><tr><td>4-(דימתיל-אמינו)פירידין</td><td>סיגמא-אולדריץ'</td><td>1122-58-3</td><td>DMAP</td></tr><tr><td>סוקסיני אנהידריד</td><td>סיגמא-אולדריץ'</td><td>108-30-5</td><td></td></tr><tr><td>טריאתילאמין</td><td>סיגמא-אולדריץ'</td><td>121-44-8</td><td>et3N</td></tr><tr><td>N,N'-dicyclohexylcarbodiimide&nbsp;</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>538-75-0</td><td>DCC</td></tr><tr><td>סטיוארט צינור מסובב</td><td>Cole-Parmer</td><td>SB3</td><td>Rotator</td></tr><tr><td>FreeCAD</td><td></td> <td>freecadweb.org-Freeware</td> <td>- עיצוב תלת מימד</td></tr><tr><td>Ultimaker Cura</td><td>Ultimaker-Freeware</td><td></td> <td>- הדפסת תלת מימד</td></tr><tr><td>Android Studio</td> <td>Google-Freeware</td> <td>- תכנות אפליקציות</td><td></td></tr> <tr><td>Renkforce SuperSoft OTG-Mirror כבל מיקרו-USB 0.15 מ'</td><td>Conrad.de</td><td>1359890&nbsp;- 62</td><td>הגדרת סמארטפון חלק אלקטרוני</td></tr><tr><td>מתג כבל שחור 1 x כבוי / מופעל</td><td>Conrad.de</td><td>1371835&nbsp;- 62</td><td>הגדרת סמארטפון חלק אלקטרוני</td></tr><tr><td>נגד סרט פחמן 100 &Omega;</td><td>Conrad.de</td><td>1417639&nbsp;- 62</td><td>הגדרת סמארטפון חלק אלקטרוני</td></tr><tr><td>492 ננומטר חסימת קצה BrightLine&nbsp; מסנן מעבר קצר</td><td>Semrock</td><td>FF01-492/SP-25</td><td>עירור מסנן</td></tr><tr><td>550/49&nbsp; nm BrightLine מסנן פס פס יחיד</td><td>Semrock</td><td>FF01-550/49-25</td><td>פליטת מסנן</td></tr><tr><td>&Oslash; 1/2 אינץ' מפזר זכוכית קרקעית N-BK7 לא רכוב, 220 Grit</td><td>Thorlabs</td><td>DG05-220</td><td>עירור מפזר</td></tr><tr><td>LED 465 ננומטר, 9 cd, 20 mA, &plusmn; 15&deg;, 5 מ"מ אפוקסי שקוף</td><td>Roithner</td><td>RLS-B465</td><td>עירור LED</td></tr></tbody></table>

רצועות נייר פלואורסצנטי איתור מהילה דיזל עם הטלפון החכם read-out

Fluorescent Paper Strips for the Detection of Diesel Adulteration with Smartphone Read-out

שלושה הרוטורים מולקולרית פלורסנט של 4-דלמטלמינו-4-nitrostilbene (4-DNS) נחקרו לשימוש פוטנציאלי שלהם כפי צמיגות רגשים כדי לציין את התוכן של נפט במיזוגים סולר/נפט, פעילות רחב התפשט דלק adulterate. בממיסים עם צמיגות נמוכה, הצבעים לבטל במהירות באמצעות מצב העברה כביכול תשלום התפלגות מעוות, ביעילות להרוות את קרינה פלואורסצנטית. מדידות של תערובות סולר/נפט התגלה מתאם ליניארי טוב בין הירידה פלורסצנטיות העלייה של השבר של הנפט צמיגה פחות במיזוגים סולר/נפט. קיבעון של הידרוקסי נגזרות 4-DNS-הו בעיתון תאית הניב לבדוק רצועות זה לשמר את ההתנהגות של מחוון פלורסנט. שילוב של הרצועות עם קורא בהתבסס על smartphone והתירו יישום השליטה ליצירת בדיקה פשוטה. השיטה אמינה לזהות הנוכחות של נפט בדיזל 7 ל- 100%, outperforming נוכח בשיטות הרגילות עבור דיזל מהילה.

המבנים של שני צבעי מסחרי 4-DNS ו 4-DNS-הו. את צבען מסונתז 4-DNS-COOH להכיל רכיב הליבה stilbene שהוחלפו עם תורם (-NR2), מקבל (-2) קבוצה בשני קצותיו, האדם המשוכפל המרכזי בונד המהוות הציר שנקרא "שבמרכזו מולקולרי" (איור 1 א'). המבנים שונים בדפוס החלפת קבוצת אמינו עם קבוצות אלקיל קצר עבור 4-DNS, שתי קבוצות מעט יותר כולל של moiety אלכוהול עבור 4-DNS-הו ו מקשר אסתר מסיימת עם פונקציה חומצה קרבוקסילית עבור 4-DNS-COOH (איור 1 ...

כאן, אנו מציגים פרוטוקול לגילוי מהילה של דיזל עם נפט באמצעות לבדוק רצועות מצופה עם מכשיר בדיקה צמיגות פלורסנט יחד עם מערכת ניתוח מבוסס סמארטפון.

רצועות נייר פלואורסצנטי איתור מהילה דיזל עם הטלפון החכם Read-out

Three fluorescent molecular rotors of 4-dimethylamino-4-nitrostilbene (4-DNS) were investigated for their potential use as viscosity probes to indicate ...

המטרה הכוללת של בדיקות דיפסטיק אלה המשלבות גשוש צמיגות פלואורסצנטי וקריאת סמארטפון היא לזהות ניאוף דיזל עם נפט ולזהות הונאות כאלה ולהימנע מנזק חסכוני. שיטה זו יכולה לסייע למשתמשים במדינה מוגבלת במשאבים לבצע בדיקות מהירות על פי דרישות ארגון הבריאות האירופי היתרון העיקרי של טכניקה זו הוא שהיא נותנת תוצאת מדידה איכותית תוך פחות מדקה וונית להתבצע על ידי כוח אדם לא מאומן ללא דרישת ציוד ספציפית. למרות שהשיטה מספקת כלי חדש לגילוי ניאוף דלק, ניתן להשתמש בה גם עבור יישומי מדידה אחרים באתר, כמו למשל זיהוי חומרי נפץ או ניתוח מים.הכן פתרונות מילימולרים אחד של צבע הייחוס וצבעים 4-DNS, 4-DNS-OH ו- 4-DNS-COOH ב- toluene כמתואר בפרוטוקול הטקסט. חותכים רצועות תאית של 30 על 5 מילימטרים מנייר סינון. מניחים כ-50 רצועות אלה בבקבוקון אטום של חמישה מיליליטר יחד עם 4.5 מיליליטר של תווי הצבע הרצויים.לנער את הרצועות בתוך הבקבוקון עם מסובב אנכי במשך 20 דקות ב 30 סל"ד. ואז לשפוך את הפתרון toluene מתוך הבקבוקון. מיד למלא עם ארבעה מיליליטר של cyclohexane ולסובב במשך דקה אחת ב 30 סל"ד כדי לשטוף את צבעים עודפים.חזור על פעולת כביסה זו שלוש פעמים. לאחר הכביסה, ייבשו את פסי הבדיקה המתקבלים על נייר סינון למשך 10 דקות בטמפרטורת החדר לפני ביצוע טיפול מקדים לדוגמה כמתואר בפרוטוקול הטקסט. רכשו LED אפוקסי סטנדרטי של חמישה מילימטרים ב-460 ננומטר, נגד 100 אוהם וכבל USB בדרכים עם מתג כיבוי ויציאת מיקרו USB.חותכים את כבל ה-USB בצד הנגדי של הצד בדרכים כדי לבודד את החוט האדום המתלהט חמישה וולטים חיוביים ואת החוט השחור המתאים לקרקע. עכשיו, לחתוך את החוט השחור של כבל USB הלחמה נגד 100-ohm בחלק האחורי של המתג. הלחמת אנודה LED לחוט אדום חיובי חמישה וולט ואת קתודה LED לחוט השחור הקרקע.רכוש מפזר ושני מסננים עבור ה-LED והמצלמה, בדרך כלל מסנן מעבר קצר עבור ערוץ העירור ומסנן מעבר פס עבור אוסף הפליטה. 3D להדפיס מארז הטלפון החכם שמתאים על הטלפון החכם ומשלב את החלקים האופטיים השונים המורכבים תא שחור כמתואר בפרוטוקול הטקסט. כמו כן, 3D להדפיס מחזיק רצועה להחזיק הפניה ומפשיט בדיקה.ליישם את ערוץ העירור על ידי הצבת LED, מפזר, ואת המסנן כדי להאיר את פסי הנייר בזווית של 60 מעלות. ליישם את ערוץ הקריאה על ידי הצבת המסנן מול מצלמת CMOS הטלפון החכם. בחר את קובץ הכיול המתאים מזיכרון התוכנה על-ידי לחיצה על לחצן התפריט בפינה השמאלית העליונה של חלון התוכנה.טובלים את רצועת הבדיקה לתוך דגימת דיזל במשך כמה שניות על ידי החזקת רצועת הבדיקה עם פינצטה. הסר דלק עודף על ידי ריפוד עם נייר ייבוש. מניחים את רצועת הבדיקה בתוך מחזיק הרצועה ליד רצועת הייחוס ומכניסים את המחזיק לתוך מארז הטלפון החכם.תמונה של הפלואורסצנטיות של הרצועה מוצגת מיד על מסך הסמארטפון. לחץ על כפתור לירות כדי להקליט את התעצמות פלואורסצנטיות של רצועות בדיקה והתייחסות. מידת הניאוף מחושבת מיד על ידי האלגוריתם הפנימי ומוצגת על המסך.כדי להשיג רצועות בדיקה מקודד עם רוטור מולקולרי פלואורסצנטי כמו בדיקה צמיגות, שלושה סוגים של צבעים קודדו על נייר. מועמד אחד, 4-DNS-OH, נמצא כגשוש המתאים ביותר לגילוי ניאוף דיזל עם נפט. הפלואורסצנטיות של הרצועות נקבעה במצלמת סמארטפון לאחר החדרת הרצועות לתוך מארז המודפס בתלת מימד.המארז שילב את מחזיק הרצועה ואת כל האלמנטים האופטיים הדרושים, כגון LED המופעל ישירות על ידי יציאת ה- USB של הטלפון החכם, מסננים ומפזר. הליך הבדיקה נשמר פשוט ככל האפשר עם רק כמה צעדים, טבילה, הצבת הרצועה במחזיק, הפעלת LED, ומיקום המחזיק במקרה, ואחריו מדידה וניתוח. תוכנת הניתוח העמידה בממוצע את כל ערכי ה-RGB של הפיקסלים באזורים מרחביים מוגדרים מראש המתאימים לרצועות והמירה אותם לתעצמויות פלואורסצנטיות.לאחר השליטה, טכניקה זו יכולה להיעשות בתוך שעה או שתיים. לאחר צפייה בסרטון זה, אתה צריך הבנה טובה של איך שיטות חסכוניות, מדויקות ומהירות כאלה עבור ניאוף דלק צריך לעבוד. זה גם פתרון משפטי מעניין, למשל, אם איש רשות לא מאומן או צרכנים צריכים לחשוף הונאה.בעת ניסיון הליך זה, חשוב לזכור לבחור את קבצי הכיול נאותים במיוחד בעת עבודה עם כל דגימות דיזל של ציונים שונים, כפי שהם יכולים לקיים אינטראקציה במיוחד על הרצועה. בעקבות הליך זה, ניתן לבצע שיטות הפניה או מעבדה אחרות כמו GC-FID על מנת לאמת תוצאות חיוביות שנצפו על המגרש במהלך קמפיין סינון. לכן, טכניקה זו יכולה לסלול את הדרך לחוקרים אחרים לשלב בדיקות דיפסטיק פלואורסצנטיות עם מערכות קריאה משובצות לסמארטפון כדי לספק כלים יקרי ערך לגילוי במקום כמו מזהמים במים או יישומים משפטיים אחרים.עבודה עם טלפון חכם CMOS alt-גלאי דורש כמה אמצעי זהירות לגבי אלגוריתם ערכיות רחב החיצוני כי קיים ברוב המכשירים. מדידת הפלואורסצנטיות של רצועת ייחוס מלבד רצועת הבדיקה מאפשרת תיקון של סטייה כזו.

fluorescent-paper-strips-for-detection-diesel-adulteration-with

Research

JoVE Journal

Environment

סביבה

Droplet מבוססי פלטפורמות microfluidic הם המועמדים המבטיחים לניסויים תפוקה גבוהה שכן הם מסוגלים להפיק, picoliter עצמית מידור כלי ובזול בשיעורים קילוהרץ. באמצעות שילוב עם מהירות, רגישות גבוהה שיטות ספקטרוסקופיות ברזולוציה פלואורסצנטי, כמויות גדולות של מידע שנוצר בתוך מערכות אלה ניתן לחלץ ביעילות, לרתום ולנצל אותו.

שיטות גילוי הקרינה לפלטפורמות אגל microfluidic

אנו בודקים את התוצאות האחרונות שלנו על שילוב של מיקרוסקופ פלואורסצנטי וכלי cytometry זרימת הדמיה בטלפון סלולרי באמצעות קבצים קומפקטיים וחסכוניים Opto-fluidic. מכשירים הבוסס טלפון הסלולרי אלה מייקרו ניתוח עשויים להיות שימושיים לניתוח cytometric, כגון ביצוע משימות ספירת תאים שונות, כמו גם לתפוקה גבוהה הקרנה של דוגמה, דגימות מים בגדרות משאבים מוגבלות.

מיקרוסקופי שדה רחב פלורסנט וזרימת cytometry הדמית פלורסנט בטלפון סלולרי

Distyryl-2-1,4 בנזן (arylethynyl) ,5-BIS וגרעיני benzobisoxazole יכולים לשמש fluorophores צורת הצלב חוצה מצומדות מבוסס על לזהות איכותי מגוון לואיס חומצי וanalytes הבסיסי לואיס. שיטה זו מסתמכת על ההבדלים בצבעי פליטה של ​​cruciforms כי הם נצפו על בנוסף אנליטי. ניתן להבחין בין מינים מבחינה מבנית הקשורים באופן הדוק מזה.

זיהוי איכותי של חומצות קרבוקסיליות, חומצות boronic, ואמיני שימוש fluorophores הצלב

פרוטוקול הכולל ריכוז משולב, העשרה וזיהוי קולורימטרי של נקודת קצה של פתוגנים הנישאים במזון בכמויות גדולות של מים חקלאיים מוצג כאן.  המים מסוננים באמצעות Modified Moore Swabs (MMS), מועשרים במדיה סלקטיבית או לא סלקטיבית, והזיהוי מתבצע באמצעות התקנים אנליטיים מבוססי נייר (μPAD) המשובצים במצעים קולורימטריים אינדיקטיביים חיידקיים.

מבוסס נייר Colorimetric איתור של<em&gt; חיידקי Escherichia</em&gt;,<em&gt; סלמונלה</em&gt; Spp., ו<em&gt; חיידקי ליסטריה</em&gt; מכמויות גדולות של מים לחקלאות

המחקר מדגים את הצמיחה של תחמוצת גרפן-מופחת תחמוצת אירידיום (IRO 2 -RGO) nanohybrid סרטים דקים על מצע פחמן מסך מודפס סדיר ומחוספס באמצעות סינתזה ירוקה אלקטרוכימיים, ויישומן כחיישן pH עם פלטפורמת נייר-fluidic בדוגמת .

תחמוצת-מופחת אירידיום גראפן אוקסיד Nanohybrid Thin Film אלקטרודות מסך מודפס שינויים, כפי שהם פנויים אלקטרוכימיות נייר Microfluidic pH חיישנים

זיהוי פלואורסצנטי רב צבעוני במיקרופלואידיקה טיפתית כולל בדרך כלל מערכות גילוי מבוססות מיקרוסקופ אפיפלואורסצנטי מגושמות ומורכבות. כאן אנו מתארים ערכת זיהוי רב-צבעונית קומפקטית ומודולרית המשתמשת במערך של סיבים אופטיים כדי לקודד זמנית נתונים רב-צבעוניים שנאספו על ידי גלאי פוטו יחיד.

ססגוניות קרינת איתור עבור מיקרופלואידיקה אגל באמצעות סיבים אופטיים

בדיקת שתן דיפסטיק היא שיטה מהירה ובמחיר סביר להערכת מצב הבריאות האישי של אדם. אנו מציגים שיטה לביצוע בדיקת שתן דיפסטיק מדויקת וזולה המסירה את מקורות השגיאה העיקריים הקשורים לפרוטוקולי טבילה ונגב מסורתיים והיא פשוטה מספיק לביצוע על ידי משתמשים שוכבים בבית.

עלות נמוכה, דיפסטיק מבוקר נפח שתן לבדיקה ביתית

מענה לצרכים דחופים לאבחון דנגי, כאן אנו מציגים מכשיר אנליטי מבוסס נייר דנגי NS1 משולב באפליקציית סמארטפון (DEN-NS1-PAD) לכימות ריכוז האנטיגן של דנגי NS1 בדגימות סרום / דם קליניות. חדשנות זו משפרת את ניהול הדנגה על ידי סיוע בקבלת החלטות קליניות במסגרות בריאות שונות, אפילו מוגבלות במשאבים.

Immunoassay נייד מבוסס נייר בשילוב עם יישום הטלפון החכם לזיהוי Colorimetric וכמותי של אנטיגן Dengue NS1

פרוטוקול זה מתאר בדיקת סמנים ביולוגיים סינתטיים בשתן סינתטי בתיווך CRISPR-Cas, המאפשרת אבחון סרטן נקודתי באמצעות ניתוח ex vivo של פעילויות פרוטאז הקשורות לגידול.

בדיקת סמנים ביולוגיים סינתטיים בשתן סינתטי בתיווך CRISPR-Cas לאבחון נייד

במאמר זה אנו מתארים פרוטוקול להכנת ננו-חרוזי נקודה קוונטית (QDNB) ולזיהוי סמנים ביולוגיים של מחלות באמצעות רצועות חיסון מבוססות זרימה צידית מבוססות QDNB. ניתן להעריך את תוצאות הבדיקה באופן איכותי תחת תאורת אור UV ולמדוד כמותית באמצעות קורא פס פלואורסצנטי תוך 15 דקות.

זרימה צידית פלואורסצנטית Immunoassay מבוסס על נקודות קוונטיות ננו-חרוזים

עבודה זו דנה בפרוטוקול לתכנון ופיתוח מכשיר E-Eye-Enable POCT לזיהוי Fe, Cr, As ו-F בדגימות סביבתיות, דגימות ביולוגיות ומזון ומשקאות. כמעט 2000 דגימות נבדקו, והתוצאות תואמות את טכניקת תקן הזהב.

טכניקת חישת עין אלקטרונית מתקדמת מונחית TD-DFT לכימות באתר של Fe, Cr, F ו-AS בדגימות סביבתיות, ביולוגיות ומזון

למד זיהוי מהילת דיזל בקרוסין באמצעות רצועות נייר פלואורסצנטיות וקריאת סמארטפון. השיטה מספקת תוצאות איכותניות בפחות מדקה ומתאימה לכוח אדם לא מיומן בהתאם לקריטריוני WHO ASSURED.

רצועות נייר פלואורסצנטי איתור מהילה דיזל עם הטלפון החכם Read-out

גלה סרטונים נוספים