Name: Fluorescerend papier stroken voor de detectie van Diesel vervalsing met Smartphone uitlezing (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2018-11-09T12:30:00.000+00:00
Duration: 7 min 10 s
Description: Leer een snelle methode voor het detecteren van dieselvervalsing met fluorescentie en smartphone-analyse. Deze techniek levert in minder dan een minuut kwalitatieve resultaten en is geschikt voor ongeschoold personeel.

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

De auteurs wil erkennen de BAM voor financiering door middel van het focusgebied Analytical Sciences: https://www.bam.de/Navigation/EN/Topics/Analytical-Sciences/Rapid-Oil-Test/rapid-oil-test.html.

1. fluorescente kleurstoffen (figuur 1A)
<ol><li>Aankoop van commercieel beschikbare 4-DNS en 4-DNS-OH. Opmerking: 4-DNS-COOH niet commercieel beschikbaar is en wordt bereid uit 4-DNS-OH zoals hierna beschreven.</li>
	<li>50 mg (0.16 mmol) plaats van 2-[ethyl [4-[2-(4-nitrofenyl) ethyl] fenyl] amino] ethanol, 2 mg (0.016 mmol) 4-dimethylaminopyridine en 19,2 mg (0.192 mmol) succinic anhydride (en) in een 10 mL ronde onderkant kolf.</li>
	<li>Los van de reagentia in 2 mL zuiver droog dichloormethaan onder argon sfeer.</li>
	<li>Voeg 11.6 µL (0,08 mmol) van triethylamine en laat het mengsel gedurende 20 uur reageren.</li>
	<li>Controleren van de reactie door Dunnelaagchromatografie tot kwantitatieve conversie van de grondstoffen (Rf = 0.61) in het product (Rf = 0.27) is aangegeven (hexaan/EtOAc, 4/6, v/v)</li>
	<li>Voeg 2 mL water toe aan het mengsel alvorens verzuring pH 2 met azijnzuur (ca. 10 µL).</li>
	<li>Pak het mengsel door het uitvoeren van twee opeenvolgende vloeistof-vloeistof extracties, met 10 mL dichloormethaan telkens.</li>
	<li>Was eens de herenigd organische fasen met 10 mL verzadigde NaCl (-> 359 g L-1).</li>
	<li>Droog de organische fase door toe te voegen Na2dus4 poeder tot enkele fijne drogen agent poeder zichtbaar blijft.</li>
	<li>Zuiveren het ruwe product door flash silica kolom-chromatografie met aardolie ether: ethylacetate 1:9 als het eluent. Opmerking: Het rendement bereikt werden 49 mg (74%) van het gewenste product.</li>
	<li>1H NMR analyse van het gezuiverde product uitvoeren in DMSO-d,6 voor het valideren van de structuur (δ 8.17 (d, J = 8,8 Hz, 2 H), 7,75 (d, J = 8,8 Hz, 2 H), 7.49 (d, J = 8,8 Hz, 2 H), 7.41 (d, J = 16,3 Hz, 1 H), 7.10 (d, J = 16,3 Hz 1 H), 6.75 (d, J = 8.9 Hz, 2 H), 4.18 (t, J = 6.0 Hz, 2 H), 3,58 (t, J = 6.0 Hz, 2 H), 3.43 (q, J = 7.0 Hz, 2 H), 2,50 – 2.45 (m, 4 H), 1.10 (t, J = 7.0 Hz, 3 H) ppm).</li>
	<li>13C-NMR analyse van het gezuiverde product uitvoeren in DMSO-d6 voor het valideren van de structuur (δ 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, 12.00 ppm).</li>
	<li>Uitvoeren van hoge resolutie massa spectrometrie met positieve electro spray ionisatie van het gezuiverde product, overeenkomt met de berekende waarde (C22H25N2O6 [M + H]+: 413.1707) m/z ratio van 413.1713.</li>
</ol>2. Samenvatting van de referentie-kleurstof
Opmerking: De synthetische procedure van 8-(phenyl)-1,3,5,7-tetramethyl-2,6-diethyl-4,4-difluoro-4 bora-3a platen, 4a-diaza-s-indacene van Coskun et al.werd aangenomen. 18.
<ol><li>Zuiveren het ruwe product door kolom-chromatografie op silica met tolueen als eluens. Opmerking: Het rendement bereikt waren helder roodachtig kristallen 441 mg (29%).</li>
	<li>Uitvoeren van 1H NMR analyse van het pure product bij 600 MHz in DMSO-d,6 voor het valideren van de structuur (δ 0.98 (t, 6 H, J = 7.6 Hz), 1,27 (s, 6 H), 2.29 (q, 4 H, J = 7.6 Hz), 2,53 (s, 6 H), 7.27-7.29 (m), 2 H, 7,46-7,48 (m, 3 H) ppm).</li>
	<li>Uitvoeren van hoge resolutie massa spectrometrie met positieve electro spray ionisatie van het gezuiverde product, overeenkomt met de berekende waarde (C23H28BF2N2 [M + H]+: 381.2314) m/z ratio van 381.2267.</li>
</ol>3. TEST STRIP FABRICAGE, METHODE 1.
<ol><li>Bereiden 1 mM oplossingen van de verwijzing kleurstof en kleurstoffen 4-DNS, 4-DNS-OH en 4-DNS-COOH in tolueen.</li>
	<li>Gesneden cellulose stroken van 30 × 5 mm van filtreerpapier.</li>
	<li>Plaats ongeveer 50 van die strips (611 mg) in een afsluitbare 5 mL flesje samen met 4.5 mL van de oplossing van de gewenste kleurstof uit stap 3.1.</li>
	<li>Schud de strips in de flacon met een verticale rotator gedurende 20 minuten bij 30 omwentelingen per minuut.</li>
	<li>Giet de tolueen oplossing uit het flesje, en onmiddellijk vullen met 4 mL van cyclohexaan en draaien voor 1 min 30 rpm te wassen uit overtollige kleurstoffen.</li>
	<li>Herhaal de handeling van het wassen van stap 3.5 driemaal.</li>
	<li>Droog de verkregen test strips op een filtreerpapier gedurende 10 minuten in de lucht bij kamertemperatuur.</li>
</ol>4. test Strip fabricage, methode 2.
<ol><li>Aminering van het papier stroken.<ol>
<li>Gesneden cellulose stroken van 30 × 5 mm van filtreerpapier.</li>
		<li>Plaats ongeveer 20 van die strips (308 mg) in een kolf met 40 mL tolueen onder een zuurkast.</li>
		<li>Voeg 960 µL van 3-aminopropyltriethoxysilaan (APTES) in de kolf en roer het mengsel gedurende 24 uur bij 80 ° C.</li>
		<li>Verwijder de strips uit de kolf en Spoel grondig met 50 mL ethanol.</li>
		<li>Droog de strips voor 2 h bij 50 ° C.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Enten van de kleurstof.<ol>
<li>Onder een zuurkast los op 5 mg 4-DNS-COOH (13 µmol) in 10 mL droge dichloormethaan onder argon sfeer in een maatkolf van 25 mL.</li>
		<li>Toevoegen van N,N'- dicyclohexylcarbodiimide (3,3 mg, DCC, 16 µmol) en de carbonzuur te worden geactiveerd voor 15 min te laat.</li>
		<li>Triethylamine (2.2 µL, 16 µmol) en 18 aminated papier stroken (278 mg) toevoegen.</li>
		<li>Roer het mengsel voor extra 2 h.</li>
		<li>Verwijder de strips uit de oplossing en wassen met 25 mL dichloormethaan en 25 mL ethanol.</li>
	</ol>
</li>
</ol>5. monster voorbehandeling.
<ol><li>Laboratorium behandeling<ol>
<li>Plaats 10 mL van een verse diesel/kerosine mengen in een 25 mL flesje.</li>
		<li>Schorten 10 wt % van actieve houtskool in de overvloeiing.</li>
		<li>Roer de flacon voor 1 h, centrifuge (400 x g, 10 min) en filter te verwijderen van de houtskool.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Ter plaatse behandeld<ol>
<li>Aankoop circulaire geactiveerd-koolstof geladen filters van 47 mm diameter.</li>
		<li>Plaats vier van de filters in een 47 mm roestvrij staal in-line filterhouder.</li>
		<li>5 mL van een mengsel van verse diesel/kerosine door de filters te spoelen met een standaard 10 mL spuit; ongeveer 2 mL polycyclische aromatische koolwaterstof-vrije oplossing is verkregen.</li>
	</ol>
</li>
</ol>6. Smartphone Reader uitvoering
Opmerking: Een Androïde gebaseerde smartphone met een gecentreerde front camera werd gebruikt als de kern van het meetsysteem smartphone. Alle nodige optische elementen en accessoire 3D-gedrukt werden op maat gemaakt voor dit apparaat. Nochtans, andere smartphone met een camera met CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) kan worden gebruikt. 19 , 20
<ol><li>Kopen van een standaard 5 mm epoxy LED op 460 nm, een weerstand van 100 Ω en een USB-on-the-go (OTG) kabel met een ON/OFF schakelaar en een micro USB-poort.</li>
	<li>Gesneden van de USB-kabel aan de overzijde van de OTG kant te isoleren van de rode draad voor het aandrijven van + 5 V (maximaal 300 mA) en de zwarte draad die overeenkomt met de grond.</li>
	<li>Snijd de zwarte draad van de USB-kabel en soldeer de 100 Ω weerstand op de achterkant van de schakelaar. Soldeer de LED anode naar de + 5V rode draad en de kathode van de LED op de grond zwarte draad.</li>
	<li>Koop een diffuser en twee filters voor de LED en de camera, meestal een korte pass filter voor de excitatie-kanaal (LED) en een band pass filter voor de emissie-collectie (camera).</li>
	<li>3D-print een smartphone geval dat past op de smartphone en integreert de verschillende optische onderdelen die bestaan uit een zwarte kamer (20 x 30 x 40 mm)21 zoals beschreven in Figuur 2.</li>
	<li>3D-print een strip houder zoals beschreven in Figuur 2 te houden een referentiepunt en een test strip.</li>
	<li>Uitvoering van het kanaal van excitatie door het plaatsen van de LED, de diffusor en het filter om te verlichten van de stroken papier in een hoek van 60°.</li>
	<li>Uitvoering van de lezing kanaal door het plaatsen van het filter voor de smartphone CMOS camera.</li>
	<li>Plaats de test strip houder met de strips om te starten van een meting.</li>
</ol>7. voorbeeld analyse met behulp van de Smartphone gebaseerde Detector
Opmerking: Analyses werden uitgevoerd door het uitvoeren van een Java-app(lication) voor Android die eindelijk het niveau van vervalsing op het scherm weergegeven. Zonder de app, kunnen foto's worden genomen, geëxporteerd naar een computer en geanalyseerd met een standaardimage analysesoftware.
<ol><li>Selecteer de passende kalibratie bestand, hier diesel/kerosine, uit het geheugen van de software door te klikken op de Menu -knop in de rechterbovenhoek van het venster software.</li>
	<li>Dompel de test strip in het diesel-monster voor een paar seconden door het ingedrukt houden van de test strip met een pincet.</li>
	<li>Verwijder overtollige brandstof door eenvoudige klopte met een droogrek papier.</li>
	<li>Plaats de test strip binnen de houder van de strook naast de referentie-strip en indienen van de houder in de smartphone. Opmerking: Een beeld van de strips fluorescentie is vervolgens onmiddellijk op het scherm van de smartphone weergegeven.</li>
	<li>Druk op de knop van schieten om te registreren de intensiteit van de fluorescentie van test en verwijst naar strips. Opmerking: De mate van vervalsing is onmiddellijk door de interne algoritme berekend en weergegeven op het scherm.</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>

De auteurs hebben niets te onthullen.

Een fluorescente sonde, gebaseerd op een moleculaire rotor kleurstof die is gevoelig voor viscositeit in het bereik van die gemeten voor diesel en de verschillende mengsels met kerosine, werd gebruikt voor het verkrijgen van eenvoudige en efficiënte test strips voor de detectie van diesel brandstof vervalsing. De emissie-intensiteit van 4-DNS bij 550 nm in verschillende correlaten van diesel/kerosine mengsels met een afname van de viscositeit wanneer het aandeel van kerosine stijgt. Bij een temperatuur van 24 ° C, een ni...

Brandstof vervalsing is een ernstig probleem in veel verschillende delen van de wereld, gewoon vanwege het enorme belang van brandstof als energiebron. Motoren waarop versneden brandstof vermindert hun prestaties, leidt tot eerdere motorstoring en milieuvervuiling1met zich meebrengt. Verhoogd dusx emissies optreden als diesel is versneden met kerosine bevat die meestal een grotere hoeveelheid zwavel2,3. Hoewel het probleem voor decennia bestaat, is duurzame brandstofbeheer die onthult van dergelijke criminele activiteiten op het punt van oorsprong nog zeldzaam, omdat het eenvoudige en betrouwbare tests voor brandstof vervalsing grotendeels4 ontbreken. Ondanks aanzienlijke vooruitgang in de minerale olie op basis van laboratorium analyse in de afgelopen decennia benaderingen van5,6,7, on-site metingen zijn nog schaars. Verschillende methoden voor het gebruik buiten het laboratorium hebben onlangs bedacht, met behulp van glasvezel8, veld - effect transistors9 of mechano-chromic materialen10. Hoewel zij enkele van de nadelen van conventionele methodes, robuust overwinnen, ontbreken gebruiksvriendelijk en draagbare methoden nog grotendeels. Fluorescerende viscositeit sondes op basis van moleculaire rotoren zijn een interessante alternatieve11,12, omdat minerale oliën bestaan uit een grote verscheidenheid aan koolwaterstoffen die in ketenlengte en cyclicity, die vaak verschillen tot uiting in verschillende viscositeiten. Omdat brandstoffen complexe mengsels zonder specifieke loodverbindingen om op te treden als tracers zijn, schijnt de meting van de verandering van een macroscopische eigenschap zoals viscositeit of polariteit zeer belovend. De laatste kan worden aangepakt door fluorescerende moleculaire rotoren waarvoor de fluorescentie quantum opbrengsten afhankelijk is van milieu viscositeit. Na photoexcitation impliceert deactivering vaak een gedraaide intramoleculaire gratis overdracht (TICT) staat, de bevolking van die wordt bepaald door de viscositeit van de omliggende communicatie13. Zeer viskeuze oplosmiddelen belemmeren moleculaire rotoren aan te nemen van een TICT staat, met als gevolg dat lichte emissie. In laag-visceuse oplosmiddelen, de rotor kan veel beter toegang krijgen tot de TICT staat, om niet-radiatieve verval en dus gehard fluorescentie te versnellen. De toevoeging van kerosine, met een viscositeit van 1.64 mm2∙s-1 bij 27 ° C, tot diesel, met respectieve viscositeiten van 1.3-2.4, 1.9-4.1, 2.0-4.5 of 5.5-24,0 mm2∙s -1 bij 40 ° C voor de rangen 1 D, 2D, nl 950 4D14,15,16, vermindert de kinematische viscositeit van het mengsel en mogelijk leidt tot een evenredige blussen van de fluorescentie van een moleculaire rotor-sonde. De familie van 4-dimethylamino-4-nitrostilbenes (4-DNS) leek meest veelbelovende ons vanwege hun sterke fluorescentie variatie over een kinematische viscositeitsbereik van 0,74-70,6 mm2∙s -1. Dit bereik past goed bij de bekende waarden van kerosine en dieselbrandstof.
Daarom verkenden we het vermogen van 4DNS, 2-[ethyl [4-[2-(4-nitrofenyl) ethyl] fenyl] amino] ethanol (4DNSOH) en (E)-4-(2-(ethyl(4-(4-nitrostyryl)phenyl)amino)ethoxy)-4-oxobutanoic zuur (4DNSCOOH) om aan te geven van de viscositeit van Diesel-kerosine mengsels via hun fluorescentie, afhankelijk van intramoleculaire rotatie en ten slotte levert een snelle test voor diesel vervalsing met kerosine. De beschikbare test is makkelijk te gebruiken, nauwkeurige, betrouwbare, rendabele en dimensioneel kleine. De adsorptie van de sondes op het filtreerpapier als een stevige steun werd onderzocht en de analyse werd uitgevoerd met een ingesloten smartphone gebaseerde fluorescentie-lezer. Vandaag de dag zijn overal beschikbaar smartphones uitgerust met kwalitatief hoogwaardige camera's, waardoor de detectie van optische veranderingen zoals kleur- en fluorescentie eenvoudig, en de weg vrijmaakt voor krachtige on-site analyses. We laten hier zien dat de meting van de emissie van fluorescerende sondes geadsorbeerde op papier stroken met een smartphone kan worden gebruikt voor fraude-opsporing van verbranding brandstoffen in een betrouwbare wijze17.

<table><tbody><tr><td>4-dimethylamino-4-nitrostilbeen (CAS-nummer: 2844-15-7)</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>39255</td><td>4-DNS-kleurstof</td></tr><tr><td>2-[ethyl[4-[2-(4-nitrofenyl)ethenyl]fenyl]amino]ethanol (CAS-nummer: 122258-56-4)</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>518565</td><td>4-DNS-OH-kleurstof</td></tr><tr><td>Whatman&nbsp;kwalitatief filterpapier, Grade 1</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>Z274852</td><td>Teststripsondersteuning</td></tr><tr><td>Whatman&nbsp;toepassingsspecifiek filter, geactiveerd koolstof beladen papier, Grade 72</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>WHA1872047</td><td>Brandstof voorbehandelingsfilters</td></tr><tr><td>Pall herbruikbare in-line filterhouders roestvrij staal, diameter 47&nbsp;mm</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>Z268453&nbsp;</td><td>Houder voorbehandelingsfilters</td></tr><tr><td>(3-Aminopropyl)triethoxysilaan</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>919-30-2</td><td>APTES</td></tr><tr><td>4-(Dimethylamino)pyridine</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>1122-58-3</td><td>DMAP</td></tr><tr><td>Bernsteenzuuranhydride</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>108-30-5</td><td></td></tr><tr><td>Triethylamine</td><td>Sigma-Aldrich</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>Stuart buisrotators</td><td>Cole-Parmer</td><td>SB3</td><td>Rotator</td></tr><tr><td>FreeCAD</td><td>freecadweb.org</td><td>-</td><td>Freeware - 3D-ontwerp</td></tr><tr><td>Ultimaker Cura</td><td>Ultimaker</td><td>-</td><td>Freeware - 3D-printen</td></tr><tr><td>Android Studio</td><td>Google</td><td>-</td><td>Freeware - App programmeren</td></tr><tr><td>Renkforce SuperSoft OTG-Mirror Micro-USB-kabel 0,15 m</td><td>Conrad.de</td><td>1359890&nbsp;- 62</td><td>Smartphone-setup elektronisch onderdeel</td></tr><tr><td>Zwarte snoerswitch 1 x Uit / Aan</td><td>Conrad.de</td><td>1371835&nbsp;- 62</td><td>Smartphone-setup elektronisch onderdeel</td></tr><tr><td>Koolfilmweerstand 100 &Omega;</td><td>Conrad.de</td><td>1417639&nbsp;- 62</td><td>Smartphone-setup elektronisch onderdeel</td></tr><tr><td>492 nm blokkerende rand BrightLine&nbsp;short-pass filter</td><td>Semrock</td><td>FF01-492/SP-25</td><td>Filter excitatie</td></tr><tr><td>550/49&nbsp;nm BrightLine enkele band doorlaatfilter</td><td>Semrock</td><td>FF01-550/49-25</td><td>Filter emissie</td></tr><tr><td>&Oslash;1/2" Ongemonteerde N-BK7 geaard glasdiffusor, 220 Grit</td><td>Thorlabs</td><td>DG05-220</td><td>Diffusor excitatie</td></tr><tr><td>LED 465 nm, 9 cd, 20 mA, &plusmn;15&deg;, 5 mm heldere epoxy</td><td>Roithner</td><td>RLS-B465</td><td>LED excitatie</td></tr></tbody></table>

fluorescerend papier stroken voor de detectie van diesel vervalsing met smartphone uitlezing

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

Drie TL moleculaire rotors 4-dimethylamino-4-nitrostilbene (4-DNS) werden onderzocht voor hun potentiële gebruik zoals viscositeit sondes om aan te geven van de inhoud van kerosine in diesel/kerosine mengsels, een wide-spread activiteit te vervals brandstof. In oplosmiddelen met lage viscositeit deactiveren de kleurstoffen snel via een zogenaamde gedraaide intramoleculaire gratis overdracht staat, efficiënt blussen de fluorescentie. Metingen van diesel/kerosine mengsels bleek een goede lineaire correlatie tussen de afname van de fluorescentie en het verhogen van de Fractie van de minder viskeuze kerosine in diesel/kerosine mengsels. Immobilisatie van de hydroxy afgeleide 4-DNS-OH in cellulose papier leverde test strips die van de indicator van de fluorescerende functionaliteit behouden. Combinatie van de strips met een lezer op basis van een smartphone en een controlerende app mag maken van een eenvoudig veldtest. De methode kan op betrouwbare wijze de aanwezigheid van kerosine in diesel van 7 tot 100%, overtreft de huidige standaardmethoden voor diesel vervalsing.

De drie structuren van de twee commerciële kleurstoffen 4-DNS en 4-DNS-OH en de gesynthetiseerde kleurstof 4-DNS-COOH bevatten een stilbeen kernelement vervangen door een donor (-NR2) en een accepteerder (-2) groep aan beide uiteinden, de centrale dubbele binding vormen het scharnier van de zogenaamde 'moleculaire rotor' (figuur 1A). De structuren verschillen in aminogroep vervangen patroon met korte alkyl groepen voor 4-DNS, twee iets l...

Hier presenteren we een protocol voor het detecteren van de vervalsing van diesel met kerosine gebruik test strips bedekt met een fluorescerende viscositeit sonde samen met een smartphone gebaseerde analysesysteem.

Fluorescerend papier stroken voor de detectie van Diesel vervalsing met Smartphone uitlezing

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

Het algemene doel van deze peilstoktesten waarbij een fluorescerende viscositeitsonde en een smartphone-uitlezing worden gecombineerd, is het detecteren van dieselvervalsing met kerosine en het opsporen van dergelijke fraude en het voorkomen van economische schade. Deze methode kan gebruikers in het land met beperkte middelen helpen om snelle tests uit te voeren volgens de WHO ASSURED-eisen Het belangrijkste voordeel van deze techniek is dat het een kwalitatief meetresultaat geeft in minder dan een minuut en kan worden uitgevoerd door ongeschoold personeel zonder specifieke apparatuurvereisten. Hoewel de methode een nieuw hulpmiddel biedt voor de detectie van splijtstofvervalsing, kan het ook worden gebruikt voor andere on-site meettoepassingen, zoals bijvoorbeeld explosieve detectie of wateranalyse.Bereid een millimolar oplossingen van de referentie kleurstof en kleurstoffen 4-DNS, 4-DNS-OH, en 4-DNS-COOH in tolueen zoals beschreven in het tekstprotocol. Snijd cellulosestrips van 30 bij 5 millimeter uit filterpapier. Plaats ongeveer 50 van deze reepjes in een afsluitbare flesje van vijf milliliter samen met 4,5 milliliter van de gewenste kleurstofoplossing.Schud de strips in de flacon met een verticale rotator gedurende 20 minuten bij 30 rpm. Giet vervolgens de tolueenoplossing uit de flacon. Vul onmiddellijk met vier milliliter cyclohexaan en draai gedurende een minuut bij 30 rpm om overtollige kleurstoffen af te wassen.Herhaal deze wasbeurt drie keer. Na het wassen de verkregen teststrips op een filterpapier gedurende 10 minuten bij kamertemperatuur drogen voordat het monster voorbehandeling uitvoert zoals beschreven in het tekstprotocol. Koop een standaard epoxy LED van vijf millimeter op 460 nanometer, een weerstand van 100 ohm en een USB-on-the-go-kabel met een aan-uit-schakelaar en een micro-USB-poort.Snijd de USB-kabel aan de andere kant van de on-the-go kant te isoleren van de rode draad aandrijven positieve vijf volt en de zwarte draad die overeenkomt met de grond. Knip nu de zwarte draad van de USB-kabel door en soldeer de 100-ohm weerstand op de achterkant van de schakelaar. Soldeer de LED-anode aan de positieve vijf-volt rode draad en de LED kathode aan de grond zwarte draad.Koop een diffuser en twee filters voor de LED en de camera, meestal een short-pass filter voor het excitatiekanaal en een band-pass filter voor de emissie-collectie. 3D print een smartphone hoesje dat op de smartphone past en integreert de verschillende optische onderdelen bestaande uit een zwarte kamer zoals beschreven in het tekstprotocol. Ook 3D print een striphouder om een referentie en een teststrip te houden.Implementeer het excitatiekanaal door de LED, de diffuser en het filter te plaatsen om de papierstrips onder een hoek van 60 graden te verlichten. Implementeer het leeskanaal door het filter voor de CMOS-camera van de smartphone te plaatsen. Selecteer het adequate kalibratiebestand in het softwaregeheugen door op de menuknop in de rechterbovenhoek van het softwarevenster te klikken.Dompel de teststrip een paar seconden in het dieselmonster door de teststrip met een pincet vast te houden. Verwijder overtollige brandstof door opvulling met een droogpapier. Plaats de teststrip in de striphouder naast de referentiestrook en introduceer de houder in de smartphonehoes.Een afbeelding van de fluorescentie van de strip wordt dan onmiddellijk weergegeven op het scherm van de smartphone. Druk op de schietknop om de fluorescentieintensiteiten van test- en referentiestrips vast te leggen. De mate van vervalsing wordt onmiddellijk berekend door het interne algoritme en weergegeven op het scherm.Om teststrips te verkrijgen die zijn gecodeerd met een fluorescentie moleculaire rotor als viscositeitsonde, werden drie soorten kleurstoffen op papier gecodeerd. Een kandidaat, 4-DNS-OH, bleek de meest geschikte sonde voor het opsporen van diesel vervalsing met kerosine. De fluorescentie van de strips werd bepaald met een smartphonecamera na het inbrengen van de strips in een 3D-geprinte behuizing.De behuizing integreerde de striphouder en alle benodigde optische elementen, zoals een LED die rechtstreeks wordt aangedreven door de USB-poort van de smartphone, filters en een diffuser. De testprocedure werd zo eenvoudig mogelijk gehouden met slechts een paar stappen, dompelen, het plaatsen van de strip in de houder, het starten van de LED, en het positioneren van de houder in de zaak, gevolgd door meting en analyse. De analysesoftware gemiddeld alle RGB-waarden van de pixels in vooraf gedefinieerde ruimtelijke gebieden die overeenkomen met de strips en omgezet in fluorescentie intensiteiten.Eenmaal onder de knie, kan deze techniek worden gedaan binnen een of twee minuten. Na het bekijken van deze video, moet u een goed begrip van hoe dergelijke kosteneffectieve, nauwkeurige en snelle methoden voor brandstof vervalsing moet werken. Het is ook interessant forensische oplossing, bijvoorbeeld als een ongetrainde autoriteit personeel of consumenten moeten fraude aan het licht brengen.Tijdens een poging tot deze procedure, is het belangrijk om te onthouden om de juiste kalibratie bestanden te kiezen speciaal bij het werken met een diesel monsters van verschillende kwaliteiten, omdat ze specifiek kunnen communiceren op de strip. Na deze procedure kunnen andere referentie- of laboratoriummethoden zoals GC-FID worden uitgevoerd om positieve resultaten te valideren die op het veld tijdens een screeningcampagne worden waargenomen. Dus, deze techniek kan de weg vrijmaken voor andere onderzoekers om fluorescerende dipsticktesten te combineren met ingebedde smartphone-uitlezingssystemen om waardevolle tools te bieden voor detectie ter plaatse, zoals verontreinigende stoffen in water of andere forensische toepassingen.Werken met smartphone CMOS alt-detector vereist een aantal voorzorgsmaatregelen met betrekking tot de buitenste-brede valence algoritme dat aanwezig is in de meeste van de apparaten. Het meten van de fluorescentie van een referentiestrook naast de teststrip maakt correctie van een dergelijke afwijking mogelijk.

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

Research

JoVE Journal

Environment

Milieu

Druppel op basis van microfluïdische platforms zijn veelbelovende kandidaten voor high throughput experimenten, omdat zij in staat zijn om goedkoop te genereren picoliter, self-gecompartimenteerde schepen op kHz tarieven. Door integratie met snelle, gevoelige en een hoge resolutie fluorescentie spectroscopische methoden, kunnen de grote hoeveelheden informatie uit die in deze systemen efficiënt kunnen worden geëxtraheerd, aangewend en gebruikt.

Fluorescentie detectiemethoden voor microfluïdische druppel platforms

Wij evalueren onze recente resultaten op de integratie van fluorescentie microscopie en beeldvorming flowcytometrie tools op een mobiele telefoon met behulp van compacte en kosteneffectieve opto-vloeibare bijlagen. Deze mobiele telefoon op basis van micro-analyse-apparaten kan nuttig zijn voor cytometrische analyse, zoals het uitvoeren van diverse cellen tellen taken alsook voor high-throughput screening van bijvoorbeeld watermonsters in resource minder instellingen.

Wide-field fluorescentie microscopie en fluorescentie imaging Flowcytometrie op een mobiele telefoon

Cross-geconjugeerde kruisvormige fluoroforen gebaseerd op 1,4-distyryl-2 ,5-bis (arylethynyl) benzeen en benzobisoxazool kernen kunnen worden gebruikt om kwalitatief identificeren diverse Lewis zuur en Lewis basisch analyten. Deze methode is gebaseerd op de verschillen in uitstoot kleuren van de cruciforms die worden waargenomen bij analyt toevoeging. Structureel nauw verwante soorten te onderscheiden van elkaar.

Kwalitatieve Identificatie van carbonzuren, boronzuren en aminen gebruiken Cruciform Fluoroforen

Een protocol dat geïntegreerde concentratie, verrijking en eindpuntkleurmeting voor de detectie van door voedsel overgedragen ziekteverwekkers in grote volumes landbouwwater presenteert, wordt hier gepresenteerd. Het water wordt gefilterd door middel van Modified Moore Swabs (MMS), verrijkt met selectieve of niet-selectieve media, en de detectie wordt uitgevoerd met behulp van op papier gebaseerde analytische apparaten (µPAD) ingebed met bacteriële-indicatieve kleurmetingssubstraten.

Colorimetrische Papier-gebaseerde detectie van<em&gt; Escherichia coli</em&gt;,<em&gt; Salmonella</em&gt; Spp. En<em&gt; Listeria monocytogenes</em&gt; Van grote volumes of Agricultural Water

De studie toont de groei van iridium-oxide gereduceerd grafeen oxide (IrO 2 -RGO) nanohybride dunne films op onregelmatige en ruwe gezeefdrukt koolstof substraat door middel van een groene elektrochemische synthese, en de uitvoering ervan als een pH-sensor met een patroonpapier-vloeibare platform .

Iridium-Oxide gereduceerde Grafeen Oxide nanohybride Thin Film Modified Gezeefdrukt elektroden als Disposable elektrochemische Paper microfluïdische pH Sensoren

Meerkleurige fluorescentiedetectie in druppelmicrofluidica omvat doorgaans omvangrijke en complexe detectiesystemen op basis van epifluorescentiemicroscopen. Hier beschrijven we een compact en modulair meerkleurig detectieschema dat gebruikmaakt van een reeks optische vezels om meerkleurige gegevens die door een enkele fotodetector worden verzameld, tijdelijk te coderen.

Multicolor Fluorescentie detectie voor Droplet Microfluidics Met behulp van optische vezels

Peilstok urineonderzoek is een snelle en betaalbare methode om iemands persoonlijke gezondheidstoestand te beoordelen. We presenteren een methode om nauwkeurige, goedkope peilstok urineonderzoek uit te voeren die de primaire bronnen van fouten verwijdert die verband houden met traditionele dip-and-wipe-protocollen en eenvoudig genoeg is om thuis door lekengebruikers te worden uitgevoerd.

Goedkope, volumegestuurde peilstok urineonderzoek voor thuistests

Om tegemoet te komen aan dringende behoeften op het gebied van dengue-diagnostiek, introduceren we hier een in de smartphone-app geïntegreerd Dengue NS1 Paper-based Analytical Device (DEN-NS1-PAD) voor het kwantificeren van de Dengue NS1-antigeenconcentratie in klinische serum-/bloedmonsters. Deze innovatie verbetert de behandeling van dengue door te helpen bij de klinische besluitvorming in verschillende zorgomgevingen, zelfs in omgevingen met beperkte middelen.

Draagbare op papier gebaseerde immunoassay gecombineerd met smartphone-applicatie voor colorimetrische en kwantitatieve detectie van dengue NS1-antigeen

Dit protocol beschrijft een CRISPR-Cas-gemedieerde, multianalyte synthetische urine biomarker test die point-of-care kankerdiagnostiek mogelijk maakt door middel van de ex vivo analyse van tumor-geassocieerde protease-activiteiten.

CRISPR-Cas-gemedieerde Multianalyte Synthetische Urine Biomarker Test voor Draagbare Diagnostiek

Hier beschrijven we een protocol voor de bereiding van quantum dot nanobeads (QDNB) en de detectie van ziektebiomarkers met behulp van QDNB-gebaseerde lateral flow immunoassay strips. De testresultaten kunnen binnen 15 minuten kwalitatief worden beoordeeld onder UV-lichtverlichting en kwantitatief worden gemeten met behulp van een fluorescerende striplezer.

Fluorescerende laterale flow-immunoassay op basis van Quantum Dots nanobeads

In dit werk is het protocol besproken voor het ontwerpen en ontwikkelen van een E-Eye-Enable POCT-apparaat om Fe, Cr, As en F te detecteren in milieumonsters, biologische monsters en voedsel en dranken. Er zijn bijna 2000 monsters getest en de resultaten komen overeen met de gouden standaardtechniek.

TD-DFT Geleide geavanceerde E-Eye Sensing-techniek voor kwantificering ter plaatse van Fe, Cr, F en As in de milieu-, biologische en voedselmonsters

Leer een snelle methode voor het detecteren van dieselvervalsing met fluorescentie en smartphone-analyse. Deze techniek levert in minder dan een minuut kwalitatieve resultaten en is geschikt voor ongeschoold personeel.

Fluorescerend papier stroken voor de detectie van Diesel vervalsing met Smartphone uitlezing

Meer video's verkennen