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

De scope van dit onderzoek is het ontwikkelen van een draagbaar hulpmiddel. Het wordt e-Eye genoemd, dat in staat zal zijn om de concentratie van het giftige middel in een multimetrisch monster te meten. De experimentele uitdagingen die gepaard gaan met het huidige POCT-apparaat zijn de selectiviteit, selectiviteit in een multi-matrix monster.

En een andere uitdaging is het detecteren van de zeer lage concentratie. Op dit moment kan hij geen zeer lage concentratie detecteren. En het laatste punt is dat het detecteren van een bepaald analyte, specifiek doel in een multi-matrix monster.

Zie je, deze in eigen land ontwikkelde e-oogsensor bootst in feite de spectrofotometer na, draagbare EV zichtbare spectrofotometer. Hier staat e-Eye voor optische sensor. Dit apparaat is ontwikkeld op basis van het twee-werkprincipe.

Allereerst het principe van de werking van de cardiometrische chemische sensor. De tweede is het werkingsprincipe van een optische sensor met hoge precisie. We hebben geprobeerd de fundamenten van dit werk te begrijpen tot het werkprincipe, het tijdsafhankelijke dichtheidsfunctietheorieconcept, dat we hebben toegepast op optische comediate sensoren.

Onze uitvindingen behandelen de fundamentele fundamentele vragen van het computationele domein tot de ontwikkeling van sensorapparaten. Hoe we ons kunnen ontwikkelen, hebben we beantwoord. En op basis van dit werk, in wezen ons concept, kunnen we het mechanisme van het systeem begrijpen.

We kunnen de selectiviteit voorspellen. We kunnen het detectiebereik voorspellen, al deze dingen. Ons toekomstige doel is het ontwikkelen van precieze, hoger gebaseerde sensoren, die in staat zullen zijn om de kwaliteit van watermonitoringsproblemen aan te pakken.

En het kan toepasbaar zijn in de landbouw, het milieu en de gezondheidszorg. En het zal in staat zijn om elementverbindingen te detecteren in zelfs sommige bio-organismen uit het monster. Om te beginnen kies je een lock-and-key reactie die specifiek de doelgerichte analyte herkent op basis van de basischemie.

Start het Gaussian 09-programma om alle berekeningen uit te voeren met de Becke, 3-parameter , Lee-Yang-Parr, B3LYP hybride methode en de Los Alamos National Laboratory 2 double Z basis set om nauwkeurigere resultaten te verkrijgen in elektronische berekening met de doel-analyte. Voeg in de Gaussische invoer SCRF=PCM toe en kies water en bevestig de instelling en toon de invoer met geometrie gelijk aan connectiviteit en de lijst met gebonden atomen in het connectiviteitsblok. Klik op verzenden.

Bereken de grondtoestandenergie die nodig is om de geoptimaliseerde structuur van het molecuul te berekenen. Verkrijg geëxciteerde toestand-elektronische overgangen met behulp van de tijdsafhankelijke zelfconsistente veldmethode, waarbij een aantal toestanden gelijk aan 60 wordt aangevraagd. Met dezelfde methode en oplosmiddelmodel wordt het voorspelde ultraviolet absorptiespectrum berekend en geëxporteerd.

Voer een optimalisatie uit van de grondtoestanddichtheidsfunctionaaltheorie met behulp van de B3LYP-functionaal met de LANL2DZ basis om de moleculaire structuur te verfijnen. Exporteer de geoptimaliseerde structuren van 110 fenenferrline en het ferro-ion voor latere studies. Breng gelijke volumes trinatriumcitraatdihydraat over als maskeringsmiddel, ascorbinezuur als pH-optimaliserend middel en 110 pheanfroline in een transparante glazen kweekbuis.

Voeg twee milliliter bouillonoplossing toe om een totaal volume van vijf milliliter te bereiken. Plaats elk monster en standaard in een kwartscuvette met een padlengte van één centimeter en houd alle metingen op kamertemperatuur onder standaard laboratoriumomstandigheden. Meet ijzer in alle standaarden en monsters met behulp van UV-zichtbare spectroscopie door te scannen van 250 tot 750 nanometer.

Stel de instrumentinstellingen in om aan de gespecificeerde voorwaarden te voldoen door scansnelheid als medium te selecteren. Stel het meettype in op absorptie. Stel de spleetbreedte in op vijf nanometer en stel de detectoren in op richting.

Voer baseline-correctie uit met een blank die dezelfde watermatrix bevat als de monsters. Nadat UV-absorptie is geregistreerd, wordt Lambda max waargenomen op 510 nanometer, wat de vorming van het complex bevestigt. Om te beginnen moet je een LDR, een witte LED en LCD, een microcontroller of microprocessorbord en precisieweerstanden aanschaffen.

Gebruik de driedimensionale bedrukte doos om de LED en de lichtafhankelijke weerstand direct tegenover elkaar uit te lijnen over de cuvette-sleuf. Voltooi het circuit door een 3,3 kiloohm serieweerstand voor de LED te installeren, schone bedrading te leggen en het LCD-modelnummer 11497 aan te sluiten. Koppel de sensor aan de microcontroller via een spanningsdeler die veranderingen in lichtafhankelijke weerstandsweerstand omzet in een meetbare spanning.

Installeer analoge ruisonderdrukkingsfilters door een 10 kiloohm serie- of biasweerstand en een één microfarad-condensator toe te voegen om bij elke analoge ingang een laagdoorlaatnetwerk te vormen. Plaats componenten dicht bij de microcontrollerpinnen en leid korte gedraaide signaalkabels om de stabiliteit te verbeteren. Print de printplaat wanneer het prototypeschema en de lay-out definitief en elektrisch geverifieerd zijn.

Levert stroom door de elektronische schakelaar aan te zetten en registreer de sensorrespons als weerstand of omgezette spanning van elk kanaal. Let op het lichtpad terwijl de LED licht door de reactiekamer laat lopen en de lichtafhankelijke weerstand de doorgegeven intensiteit meet die overeenkomt met farro-informatie. Correleer de gemeten weerstand met de concentratie van ferro-ionen om een kalibratiegrafiek te genereren en voer de resulterende vergelijking in het apparaatalgoritme in voor realtime rapportage.

Bekijk de volledige circuittekening om de definitieve bedrading en kanaaltoewijzingen te bevestigen. Print en monteer vervolgens de afgewerkte apparaatbehuizing. Maak vier speciale sleuven in de driedimensionale box om vier cuvetten op vaste posities te houden.

Isoleer elke detectiesleuf zowel optisch met ondoorzichtige fysieke barrières als elektronisch met aparte LED- en lichtafhankelijke weerstandsparen en individuele spanningsdelers om signaaloverlap te voorkomen. Wijs één plek toe aan één analyte en houd de toewijzing vast. Zorg ervoor dat de cuvette die in elke gleuf wordt geplaatst alleen het reagens bevat dat specifiek is voor dat analyse.

Zet de hoofdschakelaar aan om stroom te leveren zodat alle vier de LED's gelijktijdig branden. Laat de lichtafhankelijke weerstanden elke analyte parallel detecteren en de resultaten voor alle kanalen tegelijk weergeven. Het gemultiplexte prototype kwantificeerde nauwkeurig de totale ijzerconcentraties in pindamonsters, met resultaten die nauw overeenkwamen met de UV-spectrofotometer en in alle gevallen boven de detectiegrens bleven.

De chroom- en fluorideniveaus die in haarmonsters werden gemeten met het gemultiplexeerde prototype waren vergelijkbaar met UV-zichtbare metingen. De arseenniveaus in brahmaputra-watermonsters namen geleidelijk toe over het aantal monsters en werden betrouwbaar gedetecteerd door zowel het gemultiplexeerde prototype als het UV-vis-systeem.