Summary
Nous présentons ici un protocole afin de détecter la falsification du diesel de kérosène à l’aide de bandelettes enduits avec une sonde fluorescente viscosité ainsi qu’un système d’analyse axée sur les smartphone.
Abstract
Trois rotors moléculaires fluorescents de 4-diméthylamino-4-nitrostilbene (4-DNS) ont été étudiés pour leur utilisation potentielle comme sondes de viscosité pour indiquer le contenu de kérosène dans les mélanges de diesel/kérosène, une activité répandue à carburant adulterate. Dans les solvants à faible viscosité, les colorants désactiver rapidement via un état de transfert de charge intramoléculaire tordu ce que l'on appelle, étancher efficacement la fluorescence. Mesures de mélanges de diesel/kérosène ont révélé une bonne corrélation linéaire entre la diminution de fluorescence et l’augmentation de la fraction de la kérosène moins visqueux dans les mélanges de diesel/kérosène. Immobilisation de la dérivés hydroxy 4-DNS-OH en papier cellulosique a donné des bandelettes de test qui préservent le comportement de l’indicateur fluorescent. Combinaison des bandes avec un lecteur basé sur un smartphone et une application de contrôle autorisé à créer un test simple. La méthode peut détecter de façon fiable la présence de kérosène dans le carburant diesel de 7 à 100 %, surpassant les présentes méthodes standards pour falsification de diesel.
Introduction
Falsification de carburant est un grave problème dans nombreuses régions du monde, simplement en raison de l’importance énorme de carburant comme source d’énergie. Moteurs en cours d’exécution sur le carburant frelaté réduit leur performance, conduit à l’échec précédent de moteur et entraîne la pollution de l’environnement1. Augmenté de sorte que les émissionsx se produisent si le diesel est frelaté avec kérosène qui contient généralement une plus grande quantité de soufre2,3. Bien que le problème existe depuis des décennies, la gestion du combustible durable qui dévoile ces activités criminelles menées à son point d’origine est encore rare, parce que des tests simples et fiables pour falsification de carburant ne manquent en grande partie4. Malgré des progrès considérables dans l’analyse en laboratoire des huiles minérales dans les dernières décennies5,6,7, méthodes de mesures sur site sont encore rares. Différentes méthodes pour l’utilisation à l’extérieur du laboratoire ont récemment été imaginés, à l’aide de fibre optique8, transistors à effet de champ9 ou matériaux mécano-chromique10. Bien qu’ils surmontent certains des inconvénients des méthodes conventionnelles, robustes, facile à utiliser et portables méthodes manquent encore largement. Des sondes fluorescentes viscosité issus des rotors moléculaires sont un intéressant de rechange11,12, parce que les huiles minérales sont constituées d’une grande variété d’hydrocarbures qui diffèrent par la longueur de la chaîne et cyclicité, étant souvent traduit par différentes viscosités. Parce que les combustibles sont des mélanges complexes sans composés de pistes précises pour agir en tant que traceurs, la mesure de la modification d’une propriété macroscopique comme viscosité ou polarité semble très prometteuse. Ce dernier peut être adressé par des rotors moléculaires fluorescents pour lequel le rendement quantique de fluorescence dépendre de viscosité environnementale. Après photoexcitation, désactivation implique généralement un état de transfert (TICT) charge intramoléculaire torsadée, dont la population est déterminée par la viscosité du microenvironnement environnants13. Solvants visqueux entravent moléculaires rotors pour adopter un État TICT, entraînant des émissions lumineuses. Dans les solvants peu visqueux, le rotor peut beaucoup mieux accéder à l’État TICT, accélérant la décomposition non radiatif et fluorescence ainsi trempé. L’ajout du kérosène, avec une viscosité de 1,64 mm2∙s–1 à 27 ° C, au diesel, avec des viscosités respectives de 1,3 à 2,4, 4.1-1.9, 2.0-4.5 ou 5.5-24. 0 mm2∙s –1 à 40 ° C pour les grades 1D, 2D, EN 950 4D14,15,16, réduit la viscosité cinématique du mélange et potentiellement conduit à une extinction proportionnelle de la fluorescence d’une sonde moléculaire rotor. La famille de 4-diméthylamino-4-Nitrostilbènes (4-DNS) semblait plus prometteuse pour nous à cause de leur variation forte fluorescence sur une plage de viscosité cinématique de 0,74-70.6 mm2∙s –1. Cette gamme correspond bien avec les valeurs connues de kérosène et du diesel.
Nous avons donc exploré la possibilité de 4Serveur DNS, 2-[Éthyl [4-[2-(4-nitrophényl) ethenyl] phényl] amino] éthanol (4DNSOH) et (E) d’acide-4-(2-(ethyl(4-(4-nitrostyryl)phenyl)amino)ethoxy)-4-oxobutanoic (4DNSCOOH) pour indiquer la viscosité du mélanges de diesel-kérosène à travers leur fluorescence, fonction rotation intramoléculaire et enfin ce qui donne un test rapide pour falsification de diesel avec kérosène. Le test jetable est facile à utiliser, précis, fiable, rentable et petites dimensions. L’adsorption des sondes sur le papier filtre comme un support solide a été l’objet d’une enquête et l’analyse a été réalisée avec un lecteur embarqué fluorescence axée sur le smartphone. Aujourd'hui, les smartphones disponibles partout sont équipées de caméras de haute qualité, rendant la détection des modifications optiques tels que couleurs et fluorescence directe et ouvrant la voie à puissantes analyses sur place. Nous montrons ici que la mesure de l’émission de sondes fluorescentes adsorbé sur des bandes de papier avec un smartphone peut être utilisée pour la détection de la fraude sur les carburants de combustion dans une manière fiable17.
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Protocol
1. les fluorochromes (Figure 1 a)
- Achat commercialement disponible 4-DNS et DNS-4-OH.
Note : 4-DNS-COOH n’est pas disponible dans le commerce et est préparé à partir de 4-DNS-OH comme décrit ci-après. - Placer 50 mg (0,16 mmol) de 2-[Éthyl [4-[2-(4-nitrophényl) ethenyl] phényl] amino] éthanol, 2 mg (0,016 mmol) de la 4-diméthylaminopyridine et 19,2 mg (0,192 mmol) de l’anhydride succinique dans un 10 mL rond ballon.
- Dissoudre les réactifs dans 2 mL de dichlorométhane sèche sous atmosphère d’argon.
- Ajouter 11,6 µL (0.08 mmol) de triéthylamine et laissez le mélange réagir pendant 20 h.
- Surveiller la réaction par chromatographie sur couche mince jusqu'à la conversion quantitative des produits de départ (Rf = 0,61) dans le produit (Rf = 0,27) est indiqué (hexane/EtOAc, 4/6, v/v)
- Ajouter 2 mL d’eau au mélange avant l’acidification à pH 2 avec l’acide acétique (env. 10 µL).
- Extraire le mélange en effectuant deux extractions liquide-liquide successives, avec 10 mL de dichlorométhane à chaque fois.
- Laver une fois les phases organiques réunis avec 10 mL de NaCl saturé (> 359 g L– 1).
- Sécher les phases organiques en ajoutant Na2donc4 poudre jusqu'à ce que certains séchage agent poudre fine reste visible.
- Purifier le produit brut par chromatographie sur colonne de silice flash avec pétrole éther : d’éthyle 1:9 comme l’éluant.
Remarque : Les rendements obtenus étaient 49 mg (74 %) du produit souhaité. - Effectuer 1H RMN analyse du produit purifié dans le DMSO-d6 pour valider la structure (δ 8.17 (d, J = 8,8 Hz, 2 H), soit 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).
- Effectuer 13analyse RMN du 13C du produit purifié dans le DMSO-d6 pour valider la structure (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, ppm 12,00).
- Effectuer la spectrométrie de masse haute résolution avec ionisation spray electro positive du produit purifié, correspondant à la valeur calculée (C22H25N2O6 [M + H]+: 413.1707) rapport m/z 413.1713.
2. synthèse de la teinture de référence
Remarque : La méthode de synthèse de 8-(phenyl)-1,3,5,7-tetramethyl-2,6-diethyl-4,4-difluoro-4 bora-3 a, 4 a-diaza-s-indacene a été adopté de Coskun et al. 18.
- Purifier le produit brut par chromatographie sur colonne de silice avec toluène comme éluant.
Remarque : Les rendements obtenus étaient 441 mg (29 %) de lumineux cristaux rougeâtres. - Effectuer 1H RMN analyse de produit pur à 600 MHz dans le DMSO-d6 pour valider la structure (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).
- Effectuer la spectrométrie de masse haute résolution avec ionisation spray electro positive du produit purifié, correspondant à la valeur calculée (C23H28BF2N2 [M + H]+: 381.2314) rapport m/z 381.2267.
3. TEST STRIP FABRICATION, MÉTHODE 1.
- Préparer des solutions de 1 mM du colorant de référence et colorants 4-DNS, DNS-4-OH et 4-DNS-COOH dans le toluène.
- Couper des bandes de cellulose de 30 × 5 mm de papier filtre.
- Place environ 50 de ces bandes (611 mg) dans un flacon de scellable 5 mL avec 4,5 mL de la solution de colorant souhaité de l’étape 3.1.
- Secouez les bandes à l’intérieur de la fiole avec un agitateur vertical pendant 20 min à 30 tr/min.
- Verser la solution de toluène hors de la cuvette et immédiatement verser 4 mL de cyclohexane et agiter pendant 1 min à 30 tr/min pour éliminer les excès colorants.
- Répéter l’opération de lavage de 3.5 étape trois fois.
- Sécher les bandelettes obtenues sur un papier filtre pendant 10 min dans l’air à température ambiante.
4. tester la Fabrication de la bande, méthode 2.
- Amination des bandes papier.
- Couper des bandes de cellulose de 30 × 5 mm de papier filtre.
- Sous une hotte aspirante, placer environ 20 de ces bandes (308 mg) dans un flacon contenant 40 mL de toluène.
- Ajouter 960 µL de 3-aminopropyltriethoxysilane (APTES) dans la fiole et agiter le mélange pendant 24 h à 80 ° C.
- Retirer les bandes de la fiole et laver soigneusement avec 50 mL d’éthanol.
- Sécher les bandes pendant 2 h à 50 ° C.
- Greffage de la teinture.
- Sous une hotte aspirante, dissoudre 5 mg de 4-DNS-COOH (13 µmol) dans 10 mL de dichlorométhane sèche sous atmosphère d’argon dans un ballon jaugé de 25 mL.
- Ajouter N,N'- dicyclohexylcarbodiimide (DCC, 3,3 mg, 16 µmol) et permettre à l’acide carboxylique à activer pendant 15 min.
- Ajouter la triéthylamine (2,2 µL, 16 µmol) et 18 bandes de papier aminé (278 mg).
- Agiter le mélange supplémentaire 2 h.
- Retirer les bandes de la solution et laver avec 25 mL de dichlorométhane et 25 mL d’éthanol.
5. l’échantillon avant le traitement.
- Traitement de laboratoire
- Placer 10 mL d’un diesel/kérosène frais mélanger dans un flacon de 25 mL.
- Suspendre les 10 % en poids de charbon actif dans le mélange.
- Agiter le flacon pour 1 h, centrifugeuse (400 x g, 10 min) et filtre pour enlever le charbon de bois.
- Traitement sur place
- Carbone achat circulaire activé chargé des filtres de 47 mm de diamètre.
- Place quatre des filtres dans un porte-filtre en ligne 47 mm en acier inoxydable.
- Rincer les 5 mL d’un mélange de diesel/kérosène frais au travers des filtres avec une seringue standard 10 mL ; environ 2 mL d’une solution sans hydrocarbures aromatique polycyclique ont été obtenue.
6. implémentation du lecteur Smartphone
Remarque : Un androïde basé smartphone avec un front centré caméra a été utilisé comme le cœur du système de mesure de smartphone. Tous les éléments optiques nécessaires et imprimés 3D accessoire ont été fait sur mesure pour cet appareil. Cependant, n’importe quel autre smartphone avec une caméra CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) peut être utilisé. 19 , 20
- Acheter un époxy standard 5 mm LED à 460 nm, une résistance de 100 Ω et un USB on-the-go (OTG) câble avec un interrupteur ON/OFF et un port micro-USB.
- Couper le câble USB à l’opposé du côté OTG pour isoler le fil rouge alimentation + 5 V (jusqu'à 300 mA) et le fil noir correspond au sol.
- Couper le fil noir du câble USB et soudez la résistance 100 Ω à l’arrière de l’interrupteur. Soudez l’anode de la LED pour le + 5V rouge fil et la cathode de LED au sol de fil noir.
- Acheter un diffuseur et deux filtres pour la LED et la caméra, généralement une courte passez filtre pour le canal de l’excitation (LED), puis une bande de filtre pour la collecte d’émissions (caméra).
- Impression 3D un cas de smartphone qui s’adapte sur le smartphone et intègre les différentes parties optiques consistant en une chambre noire (20 x 30 x 40 mm)21 tel que décrit à la Figure 2.
- Impression 3D un support de bandes comme décrit dans la Figure 2 pour contenir une référence et une bandelette de test.
- Mettre en œuvre le canal d’excitation en plaçant le LED, le diffuseur et le filtre afin d’allumer les bandes de papier à un angle de 60°.
- Mettre en œuvre la chaîne de lecture en plaçant le filtre devant la caméra CMOS de smartphone.
- Insérez le support de bandes de test contenant les bandelettes pour lancer une mesure.
7. analyse en utilisant le détecteur en Smartphone
Remarque : Les Analyses ont été effectuées en exécutant un app(lication) Java pour Android qui affiche enfin le niveau d’altération sur l’écran. Sans le soft, photos peuvent être prises, exportés vers un ordinateur et analysés avec un logiciel d’analyse image standard.
- Sélectionnez le fichier de calibration adéquate, ici diesel/kérosène, dans la mémoire du logiciel en cliquant sur le bouton de Menu dans le coin supérieur droit de la fenêtre du logiciel.
- Trempez la bandelette dans l’échantillon de diesel pendant quelques secondes en tenant la bandelette de test avec des pincettes.
- Enlevez l’excédent de carburant par simple tapoter avec un papier de séchage.
- Placer la bandelette dans le support de bande en dehors de la bande de référence et introduire le titulaire dans le cas de smartphone.
Remarque : Une image de fluorescence des bandes est alors immédiatement affichée sur l’écran du smartphone. - Appuyez sur le bouton SHOOT pour enregistrer les intensités de fluorescence de test et de bandes de référence.
Note : Le degré d’altération est immédiatement calculé par l’algorithme interne et affiché à l’écran.
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Representative Results
Les trois structures de deux colorants commerciaux 4-DNS et DNS-4-OH et le colorant de synthèse 4-DNS-COOH contiennent un élément de base de stilbènes substitué avec un donateur (-NR2) et un accepteur (-2) groupe aux deux extrémités, le central double bond constituant la charnière du rotor dite « moléculaire » (Figure 1 a). Les structures diffèrent par le patron de substitution du groupe amino groupes alkyl courte pour 4-DNS, deux groupes un peu plus longtemps, y compris une portion d’alcool pour 4-DNS-OH et un éditeur de liens ester se terminant avec une fonction acide carboxylique pour 4-DNS-COOH (Figure 1 a).
Bien que les trois colorants ont montré des propriétés similaires de fluorescence en solution, adsorption sur la cellulose (papier) induit un comportement différent. Lorsque la polarité du groupe terminal sur le substituant amino (-moi < -OH < - COOH) a augmenté, un déplacement bathochrome et une extinction de l’émission a été observée (Figure 1 b). Le dépôt des échantillons de diesel ou du kérosène sur les bandes de papier a encore renforcé la fluorescence. Ce dernier est attribué à une affinité croissante des colorants pour les fibres de cellulose, réduire les micro-solvatation et donc les rendements de la quantiques de fluorescence (Figure 1 a).
Après une hausse de kérosène dans le mélange, la fluorescence des bandelettes 4-DNS-OH a été réduite, passé hypsochromatiquement de 550 à 515 nm et la bande est devenue plus structurée (Figure 1)17. Différent du comportement en solution, l’intensité de la fluorescence de 4-DNS-OH corrélées linéairement avec kérosène quand adsorbé dans la bande, révélant un coefficient de corrélation de 0,997 et un faible écart de 2,5 % (Figure 1).
La fluorescence des bandes a été déterminée avec un cas 3D smartphone imprimés intégrant un support de bandes et tous les éléments optiques nécessaires comme une LED alimenté directement par le port USB de smartphone, de filtres et d’un diffuseur (Figure 2 a, 2 b).
Le mode opératoire est restée aussi simple que possible avec les 6 grandes étapes : trempage, placé la bande dans le support, à partir de la LED, positionnement le titulaire dans le cas et l’analyse la fluorescence du signal avec une application et traiter les données avec une application ( La figure 2). Le logiciel d’analyse en moyenne toutes les valeurs RVB des pixels dans les zones spatiales prédéfinis correspondant aux bandes et détournées à des intensités de fluorescence. La précision de 3 %, que se trouvant pour la détermination de la teneur en diesel était encore mieux que la précision de la méthode standard, ainsi que les incertitudes rapportés pour les autres capteurs.
Figure 1. Propriétés chimiques et photophysique de la viscosité moléculaire sondes 4-DNS, DNS-OH-4 et 4-DNS-COOH. (A) des structures chimiques. Bandes de Fluorescence (B) des colorants adsorbé sur du papier à excitation UV (365 nm) avant de mettre de l’huile et après l’ajout de certains diesel (1 = 4-DNS, 2 = 4-DNS-OH et 3 = 4-DNS-COOH). (C) l’évolution de la fluorescence des bandelettes de test avec un dégradé de carburant de kérosène au diesel. S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.
Figure 2. Système pour analyser la pureté d’un mélange de diesel embarqué. (A) schéma du boîtier smartphone contenant toutes les pièces optiques et électroniques nécessaires. (B) Perspective Découvre l’affaire de smartphone avec le support de bandes en place et sans les éléments supplémentaires (une couverture arrive sur la coté pour fermer la chambre). (C) les successifs comme suit : plonger dans l’échantillon, placer dans le porte-, commencer la LED, placer le support et appuyez sur le bouton shoot pour obtenir directement la pureté du diesel sur l’écran. S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.
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Discussion
Une sonde fluorescente, basée sur un colorant rotor moléculaire qui est sensible aux viscosités de l’ordre de celles mesurées pour le diesel et ses différents mélanges avec kérosène, a été utilisée pour obtenir les bandelettes de test simple et efficace pour la détection de l’adultération du carburant diesel. L’intensité des émissions de 4-DNS à 550 nm dans divers corrélats de mélanges de diesel/kérosène avec une réduction lorsque la proportion de pétrole lampant augmente la viscosité. À une température de 24 ° C, une extinction de la fluorescence non linéaire jusqu'à 55 % a été observée jusqu'à 100 % adultération de kérosène, ce qui permet une quantification fiable de l’adultération avec un faible écart de 1,70 %.
Toutefois, l’adsorption simple de 4-DNS sur des bandes de papier filtre a conduit à une élution du colorant lorsque plongé dans des échantillons liquides, en raison de hydrophobe et interactions π-π entre colorant hydrophobe et solvant hydrophobe. Heureusement, l’introduction d’un hydroxyle (en 4-DNS-OH) ou le groupe carboxyle (en 4-DNS-COOH) contourné ce comportement néfaste et conduit à un ancrage stérique de ces dérivés polaires dans les fibres de cellulose par des liaisons hydrogène. Comme approche alternative, le greffage de 4-DNS-COOH à un substrat fonctionnalisés linker a également estimé à éviter d’élution et filtre papier précédemment aminé avec 3-aminopropyltriethoxysilane (APTES) a été choisi comme substrat ici. Malheureusement, ce matériel n’est que faiblement émissif même en présence de matières visqueuses, comme 4-DNS-COOH dans une matrice de papier. Parmi les dérivés de colorant de trois rotor avec divers groupes fonctionnels terminales testés, c’est seulement 4-DNS-OH qui s’est avéré approprié pour le test en cours. Ce colorant combiné avec de la cellulose, des interactions qui sont assez fortes pour éviter l’élution avec un solvant shell qui permet l’accès de l’échantillon de carburant. Il ne fuyait pas hors de la bande de papier lorsque plongé dans les carburants et présenté une émission de fluorescence assez forte dans le domaine du visible pour l’enregistrement avec un smartphone.
Ces bandelettes de test 4-DNS-OH-coated, expériences de titrage employant des échantillons réels ont également été effectuées. Cependant, l’utilisation de combustibles bruts a été problématique en raison de la présence d’hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP), entraînant un signal de fond intolérablement élevé. Une étape de filtration simple des mélanges de diesel/kérosène à travers du charbon actif a été ainsi mis en œuvre, éliminer efficacement ces composés comme marqueur potentiel de carburant teintures, qui sont fréquemment ajoutés par les fabricants, conduisant à des résultats probants.
Pour des raisons de simple utilisation sur place, le système de détection de smartphone a été conçu. Un Android basé plate-forme a été choisi car il offre des fonctionnalités de développement plus souples sur le plan de déploiement d’applications et de connecteurs (foudre port nécessite un adaptateur supplémentaire pour câble OTG). Toutes les électroniques et optiques sont des composants sur étagère largement disponibles et le cas de smartphone peut être fait par une imprimante 3D standard. Même si ces derniers smartphones haut de gamme avec les systèmes d’exploitation plus récents permettent aux utilisateurs d’obtenir des images RAW de l’acquisition de l’appareil photo, une grande majorité des appareils mobiles actuellement sur le marché ou en cours d’utilisation sont équipées d’une exposition automatique basée sur le matériel algorithme de rémunération directement au sein de la puce CMOS. Cette fonctionnalité, très pratique pour le consommateur utilise, est un problème important lorsque le smartphone chimiométriques systèmes sont concernés, comme somme de lux reçue par CMOS l’appareil photo est automatiquement réglé pour correspondre à certains critères de lux. Utilisant ces valeurs comme des relevés de mesure absolue peut ainsi facilement des résultats et trompeurs. Mesure d’une bande de référence côte à côte sur une bandelette de test est donc essentielle au compte de cette compensation d’exposition automatique. À l’avenir, l’importance de l’analyse comparative smartphone augmentant considérablement, cette fonctionnalité peut simplifier considérablement la méthode par devoir analyser uniquement le test bande comme s’est rendu compte dans les lecteurs de bande d’aujourd'hui des essais commerciaux présents sur le marché.
Le smartphone et l’imprimé affaire système sensoriel intégré a été comparée à une méthode standard basée sur GC-FID pour validation17, révélant un accord excellent avec réponses linéaires et faibles limites de détection jusqu'à 7 % pour le système mobile. Afin d’améliorer la précision de la méthode, un diesel pur et une solution de référence de kérosène pur peuvent être analysés (par analogie avec l’étalonnage en deux points commun d’une électrode de pH classiques) pour obtenir des fichiers de calibrage pour les carburants, surtout lorsque les carburants diesel de différentes qualités sont rencontrées qui ont des viscosités spécifiques et répondre précisément sur la bande. Ces fichiers de calibrage peuvent être facilement entrés et stockés dans l’application. Ces tests rentables, précis et rapides sont une solution intéressante en médecine légale pour la détection des fraudes par les consommateurs ou les régies non formés.
Évolution des tests rapides pour les carburants issu des bandelettes de test et lecture smartphone sont actuellement en cours, remarquable pour l’adultération de l’essence avec l’alcool ou autres produits pétroliers comme le kérosène. Naturellement, le système de smartphone pour lecture de fluorescence peut être facilement adapté à d’autres systèmes d’indicateur fluorescent.
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Disclosures
Les auteurs n’ont rien à divulguer.
Acknowledgments
Les auteurs aimerait remercier la BAM à financer au moyen de la zone de mise au point des Sciences analytiques : https://www.bam.de/Navigation/EN/Topics/Analytical-Sciences/Rapid-Oil-Test/rapid-oil-test.html.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| 4-dimethylamino-4-nitrostilbene (CAS Number: 2844-15-7) | Sigma-Aldrich | 39255 | 4-DNS Dye |
| 2-[ethyl[4-[2-(4-nitrophenyl)ethenyl]phenyl]amino]ethanol (CAS Number: 122258-56-4) | Sigma-Aldrich | 518565 | 4-DNS-OH Dye |
| Whatman qualitative filter paper, Grade 1 | Sigma-Aldrich | Z274852 | Test strips support |
| Whatman application specific filter, activated carbon loaded paper, Grade 72 | Sigma-Aldrich | WHA1872047 | Fuel pre-treatment filters |
| Pall reusable in-line filter holders stainless steel, diam. 47 mm | Sigma-Aldrich | Z268453 | Holder pre-treatment filters |
| (3-Aminopropyl)triethoxysilane | Sigma-Aldrich | 919-30-2 | APTES |
| 4-(Dimethylamino)pyridine | Sigma-Aldrich | 1122-58-3 | DMAP |
| Succinic anhydride | Sigma-Aldrich | 108-30-5 | |
| Triethylamine | Sigma-Aldrich | 121-44-8 | Et3N |
| N,N'-dicyclohexylcarbodiimide | Sigma-Aldrich | 538-75-0 | DCC |
| Stuart Tube Rotators | Cole-Parmer | SB3 | Rotator |
| FreeCAD | freecadweb.org | - | Freeware - 3D design |
| Ultimaker Cura | Ultimaker | - | Freeware - 3D printing |
| Android Studio | - | Freeware - App programming | |
| Renkforce SuperSoft OTG-Mirror Micro-USB Cable 0,15 m | Conrad.de | 1359890 - 62 | Smartphone setup electronic part |
| Black Cord Switch 1 x Off / On | Conrad.de | 1371835 - 62 | Smartphone setup electronic part |
| Carbon Film Resistor 100 Ω | Conrad.de | 1417639 - 62 | Smartphone setup electronic part |
| 492 nm blocking edge BrightLine short-pass filter | Semrock | FF01-492/SP-25 | Filter excitation |
| 550/49 nm BrightLine single-band bandpass filter | Semrock | FF01-550/49-25 | Filter emission |
| Ø1/2" Unmounted N-BK7 Ground Glass Diffuser, 220 Grit | Thorlabs | DG05-220 | Diffuser excitation |
| LED 465 nm, 9 cd, 20 mA, ±15°, 5 mm clear epoxy | Roithner | RLS-B465 | LED excitation |
References
- Mattheou, L., Zannikos, F., Schinas, P., Karavalakis, G., Karonis, D., Stournas, S. Impact of Using Adulterated Automotive Diesel on the Exhaust Emissions of a Stationary Diesel Engine. Global NEST Journal. 8 (3), 291-296 (2006).
- Gawande, A. P., Kaware, J. P. Fuel Adulteration Consequences in India : A Review. Scientific Reviews and Chemical Communications. 3 (3), 161-171 (2013).
- Lam, N. L., Smith, K. R., Gauthier, A., Bates, M. N. Kerosene: A Review of Household Uses and their Hazards in Low- and Middle-Income Countries. Journal of Toxicology and Environmental Health, Part B. 15 (6), 396-432 (2012).
- Chandrappa, R., Chandra Kulshrestha, U. Sustainable Air Pollution Management: Theory and Practice. , Springer International Publishing. 305-323 (2016).
- Felix, V. J., Udaykiran, P. A., Ganesan, K. Fuel Adulteration Detection System. Indian Journal of Science and Technology. 8, 90-95 (2015).
- Meira, M., et al. Determination of Adulterants in Diesel by Integration of LED Fluorescence Spectra. Journal of the Brazilian Chemical Society. 26 (7), 1351-1356 (2015).
- Klingbeil, A. E., Jeffries, J. B., Hanson, R. K. Temperature- and composition-dependent mid-infrared absorption spectrum of gas-phase gasoline: Model and measurements. Fuel. 87 (17-18), 3600-3609 (2008).
- Gupta, A., Sharma, R. K. Air Pollution. Villanyi, V. , InTech. (2010).
- Gruber, J., Lippi, R., Li, R. W. C., Benvenho, A. R. V. Analytical Methods for Determining Automotive Fuel Composition. New Trends and Developments in Automotive System Engineering. 13, 13-28 (2011).
- Park, D. H., Hong, J., Park, I. S., Lee, C. W., Kim, J. M. A Colorimetric Hydrocarbon Sensor Employing a Swelling-Induced Mechanochromic Polydiacetylene. Advanced Functional Materials. 24 (33), 5186-5193 (2014).
- Haidekker, M. A., Theodorakis, E. A. Ratiometric mechanosensitive fluorescent dyes: Design and applications. Journal of Materials Chemistry C. 4 (14), 2707-2718 (2016).
- Uzhinov, B. M., Ivanov, V. L., Melnikov, M. Y. Molecular rotors as luminescence sensors of local viscosity and viscous flow in solutions and organized systems. Russian Chemical Reviews. 80 (12), 1179-1190 (2011).
- Grabowski, Z. R., Rotkiewicz, K., Rettig, W. Structural Changes Accompanying Intramolecular Electron Transfer: Focus on Twisted Intramolecular Charge-Transfer States and Structures. Chemical Reviews. 103 (10), 3899-4032 (2003).
- ASTM D975 - 16a, Standard Specification for Diesel Fuel Oils. , ASTM International. (2016).
- Colucci, J. Future Automotive Fuels • Prospects • Performance • Perspective. , Springer US. (1977).
- Lackner, M., Winter, F., Agarwal, A. K. Gaseous and Liquid Fuels. 3, WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. (2010).
- Gotor, R., Tiebe, C., Schlischka, J., Bell, J., Rurack, K. Detection of Adulterated Diesel Using Fluorescent Test Strips and Smartphone Readout. Energy & Fuels. 31 (11), 11594-11600 (2017).
- Coskun, A., Akkaya, E. U. Ion Sensing Coupled to Resonance Energy Transfer: A Highly Selective and Sensitive Ratiometric Fluorescent Chemosensor for Ag(I) by a Modular Approach. Journal of the American Chemical Society. 127 (30), 10464-10465 (2005).
- Chang, B. Y. Smartphone-based Chemistry Instrumentation: Digitization of Colorimetric Measurements. Bulletin of the Korean Chemical Society. 33 (2), 549-552 (2012).
- Roda, A., et al. Smartphone-based biosensors: A critical review and perspectives. TrAC Trends in Analytical Chemistry. 79, 317-325 (2016).
- McCracken, K. E., Yoon, J. -Y. Recent approaches for optical smartphone sensing in resource-limited settings: a brief review. Analytical Methods. 8 (36), 6591-6601 (2016).
