Summary
Burada, bir smartphone tabanlı analiz sistemi ile birlikte bir floresan viskozite sonda ile kaplanmış Şeker Ölçüm Çubuğu Strip kullanarak gazyağı ile dizel katıştırma algılamak için bir iletişim kuralı mevcut.
Abstract
Gazyağı dizel/gaz karışımları, adulterate yakıt için yaygın aktivite içeriğini göstermek için viskozite probları gibi 4-dimetilamino-4-nitrostilbene (4-DNS) üç floresan moleküler rotor potansiyel kullanımları için araştırıldı. Düşük viskozite ile solvent içinde boya hızla verimli floresans Şoklama sözde çarpık intramolecular ücret transferi devlet yolu ile devre dışı bırakın. Dizel/gaz karışımları ölçümleri floresans azalma ve dizel/gaz karışımları daha az yapışkan gazyağına kısmını artması arasında iyi bir doğrusal ilişki saptandı. İmmobilizasyon hidroksi türev 4-DNS-Oh Selüloz kağıt floresan göstergenin davranışı korumak Ölçüm Çubuğu Strip vermiştir. Bir okuyucu bir smartphone müstenit ve bir kontrol app basit bir test oluşturmasına izin ile birlikte şeritler. Yöntem güvenilir bir şekilde dizel katıştırma için mevcut standart yöntemler daha iyi performans % 100'e 7 dizel içinde gaz var olup olmadığını belirlemek.
Introduction
Yakıt katıştırma yakıt büyük alaka bir enerji kaynağı olarak sadece nedeniyle dünyanın birçok farklı bölgelerinde ciddi bir sorundur. Motorları karışık yakıt üzerinde çalışan onların performansını azaltır önceki motor arızası için yol açar ve çevre kirliliği1gerektirir. Dizel gazyağı ile karışıkx emisyon gerçekleşir bu yüzden arttı Bu genellikle sülfür2,3daha yüksek bir miktarda içerir. Yıllardır sorun var, yakıt katıştırma için basit ve güvenilir testler4büyük ölçüde eksik çünkü böyle suç kökenli, noktasında ortaya çıkaran sürdürülebilir yakıt yönetimi hala nadir olsa da. Mineral yağ laboratuvar tabanlı analiz son yıllarda önemli ilerleme rağmen5,6,7, yaklaşımlar için yerinde ölçümler hala kıt. Laboratuvar dışında kullanmak için çeşitli yöntemler son zamanlarda, fiber optik8, alan - etkisi transistörler9 veya mekanik Fotokromik malzemeler10kullanarak tasarladılar. Her ne kadar bazı geleneksel yöntemler, sağlam, sakıncaları üstesinden kullanımı kolay ve taşınabilir yöntemleri hala büyük ölçüde eksik vardır. Floresan viskozite probları moleküler rotorları dayalı ilginç bir alternatif11,12olduklarından, mineral yağlar zincir uzunluğu ve endüstriyel kez olmak, farklı hidrokarbonlar çok çeşitli oluşuyor farklı viskozite yansıtıyordu. Yakıtlar belirli kurşun bileşikleri izleyiciler hareket olmadan karmaşık karışımlar olduğundan, viskozite ya da polarizasyon gibi makroskopik bir özellik değişikliği ölçülmesi çok umut verici görünüyor. İkincisi için çevre viskozite floresans kuantum verimleri bağlı floresan moleküler rotor tarafından saptanabilir. Photoexcitation sonra devre dışı bırakma yaygın olan nüfusu, çevredeki microenvironment13viskozite tarafından belirlenir bir bükülmüş intramolecular ücret transferi (TICT) devlet içerir. Son derece ağdalı çözücüler parlak emisyon gerektiren bir TICT devlet benimsemeye moleküler rotor engel. Düşük Viskoz çözücüler içinde rotor ışınımsal çürüme ve böylece çeliklerini floresans hızlanan TICT durumu çok daha iyi erişebilirsiniz. Gazyağı, ek bir viskozite 1,64 mm2∙s-1 27 ° C, dizel 1.3-2.4, 1.9-4.1, 2.0-4.5 ilgili viskoziteleri ile veya notlar 1 D, 2D, tr 950 40 ° C'de 5.5-24.0 mm2∙s -1 ile ve orantılı bir moleküler rotor sonda floresans Şoklama için 4D14,15,16, karışım Kinematik viskozite azalır ve potansiyel olarak. 4-dimetilamino-4-nitrostilbenes (4-DNS) ailesinin 0,74 70.6 bir Kinematik viskozite aralığı içinde onların güçlü floresan değişimi nedeniyle bize en umut verici görünüyordu mm2∙s -1. Bu Aralık de gaz ve dizel bilinen değerleri ile eşleşir.
Bu nedenle 4DNS, 2 - yeteneğini keşfettik [etil [4-[2-(4-nitrophenyl) ethenyl] fenil] amino] etanol (4DNSOH) ve viskozite belirtmek için (E)-4-(2-(ethyl(4-(4-nitrostyryl)phenyl)amino)ethoxy)-4-oxobutanoic asit (4DNSCOOH) intramolecular döndürme ve sonunda verimli dizel katıştırma gazyağı ile hızlı bir sınava bağlı olarak onların floresans aracılığıyla dizel-gaz karışımları. Kullanımı kolay, hassas, güvenilir, uygun maliyetli ve boyutlu küçük tek kullanımlık testidir. Sağlam bir destek olarak filtre kağıdı üzerine probları adsorpsiyon araştırıldı ve analiz bir katıştırılmış smartphone tabanlı floresans okuyucu ile başarılı oldu. Bugün, ubiquitously kullanılabilir akıllı telefonlar optik değişiklikler renk ve floresan gibi algılanması kolay oluşturma ve güçlü yerinde analizleri için önünü yüksek kaliteli fotoğraf makinesi ile donatılmıştır. Biz burada floresan problar kağıt şeritler ile bir smartphone üzerinde adsorbe emisyon ölçümü sahtekarlık algılama yanma yakıtlar güvenilir biçimde17için kullanılabilir göstermek.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
1. floresan boyalar (şekil 1A)
- Piyasada bulunan 4-DNS ve 4-DNS-OH satın alabilirsiniz.
Not: 4-DNS-COOH ticari olarak mevcut değildir ve 4-DNS-bundan sonra açıklandığı gibi OH hazırlanır. - 50 mg (0,16 mmol) 2 - yer [etil [4-[2-(4-nitrophenyl) ethenyl] fenil] amino] etanol, 2 mg (0,016 mmol) 4-dimethylaminopyridine ve 19.2 mg (0,192 mmol) süksinik anhidrit 10 ml Yuvarlak alt şişesi.
- Argon atmosfer altında Kuru diklorometan 2 ml reaktifleri geçiyoruz.
- 11,6 µL (0,08 mmol) trietilamin eklemek ve 20 h için tepki karışımı.
- Reaksiyon ince tabaka Kromatografi tarafından başlangıç malzemeleri nicel dönüşüm kadar izlemek (Rf = 0,61) ürün içine (Rf 0.27 =) belirtilir (hekzan/EtOAc, 4/6, v/v)
- 2 mL su asitleştirme pH 2 (yaklaşık 10 µL) asetik asitle için önce karışıma ekleyin.
- Karışım diklorometan her zaman 10 mL ile iki art arda gelen sıvı-sıvı çekimi gerçekleştirerek ayıklayın.
- Bir kez Birleşmiş organik aşama 10 mL doymuş NaCl (> 359 g L– 1) ile yıkayın.
- Kuru Na2ekleyerek organik aşama yani bazı kurutma Ajan toz iyi kadar4 toz görünür kalır.
- Ham ürün flash silis sütun Kromatografi ile petrol eter: ethylacetate 1:9 tarafından eluent arındırmak.
Not: verim elde edildi 49 mg (% 74) istenen ürünüdür. - 1H NMR Analizi arıtılmış ürünün yapısını doğrulamak için DMSO-d6 ' gerçekleştirmek (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-(m, 4 H), 2.45 1,10 (t, J 7.0 Hz, 3 H =) ppm).
- 13C NMR Analizi arıtılmış ürün DMSO-d6 içinde yapısını doğrulamak için gerçekleştirmek (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).
- Yüksek çözünürlüklü kütle spektrometresi ile pozitif elektro sprey iyonlaşma hesaplanan değeri için karşılık gelen arıtılmış ürünün gerçekleştirmek (C22H2O25N6 [M + H]+: 413.1707) 413.1713 m/z oranı.
2. başvuru boya sentezi
Not: Sentetik yordamı 8-(phenyl)-1,3,5,7-tetramethyl-2,6-diethyl-4,4-difluoro-4 bora-3a 4a-diaza-s-indacene coşkun ve arkkabul edilmiştir. 18.
- Ham ürün sütun Kromatografi silis Toluen ile tarih tarafından eluent arındırmak.
Not: verim elde edildi 441 mg (% 29) parlak kırmızı kristaller. - Yapısını doğrulamak için DMSO-d6 ' 1600 MHz saf ürün H NMR analizi gerçekleştirin (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).
- Yüksek çözünürlüklü kütle spektrometresi ile pozitif elektro sprey iyonlaşma hesaplanan değeri için karşılık gelen arıtılmış ürünün gerçekleştirmek (C23H28BF2N2 [M + H]+: 381.2314) 381.2267 m/z oranı.
3. TEST ŞERİDİ İMALAT, YÖNTEM 1.
- 1 mM çözümleri başvuru boya ve boya 4-DNS, 4-DNS-OH ve 4-DNS-COOH içinde tolüen hazırlayın.
- 30 × 5 mm filtre Kağıt selüloz şeritler kesin.
- Yerde yaklaşık 50 Bu şeritler (611 mg) yapışmalı 5 mL flakon 4.5 mL adım 3.1 istenen boya çözeltisi ile birlikte.
- Şişe ile 20 dk 30 RPM için dikey bir rotator içinde şeritler sallamak.
- Şişeyi dışında Toluen solüsyonu dökün ve hemen Siklokekzan 4 mL ile doldurulması ve 1dk fazla boyalar yıkamak için 30 RPM için döndürün.
- Adım 3.5 yıkama işleminden üç kere tekrar edin.
- Elde edilen Şeker Ölçüm Çubuğu Strip hava oda sıcaklığında 10 min için bir filtre kağıt üzerinde kuru.
4. test şeridi imalat, Yöntem 2.
- Amination kağıt şeritler.
- 30 × 5 mm filtre Kağıt selüloz şeritler kesin.
- Duman başlık altında Bu şeritler (308 mg) yaklaşık 20 40 mL Toluen içeren bir şişeye koyun.
- 3-aminopropyltriethoxysilane (APTES) 960 µL şişeye ekleyin ve karışımı 24 h için 80 ° C'de ilave edin.
- Şeritler balonun kaldır ve etanol iyice 50 mL ile yıkayın.
- 50 ° c 2 h için şeritler Kuru
- Boya aşılama.
- Duman başlık altında 4-DNS-COOH (13 µmol) 5 mg 10 ml 25 mL şişe argon atmosfer altında Kuru diklorometan geçiyoruz.
- N, eklemekN'- dicyclohexylcarbodiimide (DCC, 3.3 mg, 16 µmol) ve karboksilik asit 15dk için etkinleştirilmesini sağlar.
- Trietilamin (2,2 µL, 16 µmol) ve 18 aminated kağıt şeritler (278 mg) ekleyin.
- Ek 2 h için karışımı ilave edin.
- Şeritler çözümden kaldırmak ve 25 mL diklorometan ve 25 mL etanol ile yıkayın.
5. örnek ön arıtma.
- Laboratuvar tedavi
- Yer 10 mL taze bir dizel/gazyağı 25 mL şişede karıştırın.
- 10 wt % aktif kömür askıya alma ortama uyum sağlar.
- Şişeyi 1 h, santrifüj (400 x g, 10 dk) ve kömür kaldırmak için filtre için karıştırın.
- Otel bünyesindeki tedavi
- Satınalma dairesel aktif karbon filtreler 47 mm çapında yüklü.
- Yer dört bir 47 mm paslanmaz çelik satır içi filtre tutucu filtreler.
- 5 mL taze dizel/gaz karışımı filtreler aracılığıyla bir standart 10 mL şırınga sifonu; yaklaşık 2 mL polisiklik aromatik hidrokarbon ücretsiz çözüm elde edildi.
6. Smartphone okuyucu uygulaması
Not: Bir Android esaslı smartphone ile ortalanmış bir ön kamera akıllı telefon ölçüm sistemi çekirdek kullanıldı. Tüm gerekli optik öğeleri ve 3D baskılı aksesuar bu aygıt için özel yapım. Ancak, diğer akıllı telefon bir CMOS (Tamamlayıcı Metal oksit yarı iletken) kamera ile kullanılabilir. 19 , 20
- 460, standart 5 mm epoksi LED satın bir ON/OFF düğmesi ve mikro USB bağlantı noktası ile kablo nm, 100 Ω direnç ve bir USB on--go (OTG).
- USB kablosu OTG yan ters + 5 V güç kırmızı tel izole üzerinde kesme (300 mA) ve Siyah kabloyu yere karşılık gelen.
- USB kablosu siyah tel kesme ve geçiş arkasında 100 Ω direnç lehim. LED anot lehim + 5V kırmızı tel ve LED katot yere siyah tel.
- Bir difüzör satın almak ve iki filtre LED ve kamera için genellikle kısa bir uyarma kanal (LED) için filtre geçmek ve bir grup geçmek için emisyon koleksiyonu (kamera) filtre.
- 3D baskı, belgili tanımlık smartphone üzerinde uyuyor ve farklı optik parçalar Şekil 2' de açıklandığı gibi bir siyah odası (20 x 30 x 40 mm)21 inci oluşan entegre bir smartphone durumda.
- 3D baskı tutmak için bir başvuru ve bir test şeridi Şekil 2 ' de açıklandığı gibi bir şerit sahibi.
- Uyarma kanal LED, difüzör ve filtre kağıt şeritler 60 ° açılı aydınlatmak için yerleştirerek uygulamak.
- Okuma kanal smartphone CMOS Kamera önüne filtre yerleştirerek uygulamak.
- Bir ölçüm başlatmak için şeritler içeren test şeridi tutucu ekleyin.
7. örnek analizi Smartphone tabanlı dedektörü
Not: Analizler sonunda katıştırma düzeyini ekranda Android için Java app(lication) çalıştırarak yapılmıştır. App, resimler alınır, bir bilgisayara verilen ve bir standart resim analiz yazılımı ile analiz.
- Yeterli kalibrasyon dosyası, burada dizel/gazyağı, yazılım penceresinin sağ üst köşesindeki menü düğmesini tıklayarak yazılımı bellekten seçin.
- Test şeridini birkaç saniye için cımbız ile test şeridini tutarak dizel örnek daldırma.
- Aşırı yakıt basit bir kurutma kağıdı ile okşamaya tarafından kaldırın.
- Yanı sıra başvuru şerit şerit tutucu içinde test şeridini yerleştirin ve tutucu smartphone durumda içine tanıtmak.
Not: Şeritler floresan görüntüsünü sonra hemen smartphone'un ekranda görüntülenir. - Test floresans yoğunluklarını kaydedin ve şeritler başvuru için ateş düğmesine basın.
Not: Katıştırma derecesini hemen iç algoritması tarafından hesaplanan ve göstermek üstünde perde.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
İki ticari boya 4-DNS ve 4-DNS-OH ve sentezlenmiş boya 4-DNS-COOH üç yapıdan bir donör ile yerine stilbene çekirdek öğesi içeren (-NR2) ve bir alıcısı (-NO2) Grup her iki ucunda, Merkez çift bağ oluşturan sözde 'moleküler rotor' menteşe (Şekil 1A). 4-DNS, bir alkol yan 4-DNS-OH ve karboksilik asit fonksiyonu için 4-DNS-COOH (Şekil 1A) ile sona eriyor bir ester bağlayıcı için de dahil olmak üzere iki biraz daha uzun grup için kısa alkil grupları ile amino grubu ikame desen yapıları farklı.
Üç boyalar benzer floresans özellikleri çözüm olsa da, adsorpsiyon selüloz (kağıt) üzerinde farklı davranış indüklenen. Ne zaman amino organik terminal grubunun polarizasyonu (-bana < -OH < - COOH) artmış, bathochromic üst karakter ve bir emisyon Şoklama görülmektedir (Şekil 1B). Dizel veya gazyağı örnekleri kağıt şeritler üzerinde birikimi daha fazla floresans arttırmak. İkincisi için mikro-solvasyon azaltarak selüloz lifleri, boyalar, artan bir ilgi atfedilen ve böylece floresans kuantum (Şekil 1A) verir.
Bir artış karışımdaki gazyağı üzerine 4-DNS-OH Strip floresans düşürüldü, hypsochromically 550 515'e kaymıştır nm ve grup oldu daha yapılandırılmış (Şekil 1 c)17. Çözümünde, floresan yoğunluğu 4-DNS-Oh doğrusal olarak ne zaman 0.997 bir korelasyon katsayısı ve % 2.5 (Şekil 1 c) düşük standart sapması ortaya şeridi'nde adsorbe gazyağı ile ilişkili çalışma biçiminden farklı.
Şeritler floresan bir şerit tutucu ve tüm gerekli optik öğelerini doğrudan smartphone USB bağlantı noktası, filtreleri ve bir difüzör (Şekil 2A, 2B) by bir LED gibi entegre bir 3D yazdırılan smartphone durumda tespit edilmiştir.
Tahlil yordamı 6 ana adımlarla mümkün olduğunca basit kaldı: daldırma, şerit içinde sahibinin yerleştirerek, LED başlatma, sahibi durumda konumlandırma ve floresan analiz sinyal bir uygulama ile ve bir uygulama () ile verilerin işlenmesi Şekil 2C). Analiz yazılımı piksel şeritler için karşılık gelen önceden tanımlı kayma alanlarda tüm RGB değerlerin ortalaması ve onları floresans yoğunluklarda için dönüştürülür. 3 dizel içerik belirlenmesi için bulundu % doğruluk doğruluğu standart yöntem ve aynı zamanda diğer algılayıcılar için bildirilen belirsizlikler olarak daha iyi.
Şekil 1. Moleküler viskozite kimyasal ve photophysical özelliklerini probları 4-DNS, 4-DNS-OH ve 4-DNS-COOH. (A)kimyasal yapıları. (B) Floresan kağıt üzerinde adsorbe boyalar, UV uyarma şeritler (365 nm) yakıt eklemeden önce ve bazı dizel ekledikten sonra (1 4-DNS, 2 = 4-DNS-OH ve 3 = 4-DNS-COOH =). Şeker Ölçüm Çubuğu Strip floresan gazyağı dizel bir yakıt degradeye ile (C) evrimi. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.
Şekil 2. Bir dizel karışım saflığı analiz etmek için sistem gömülü. (A)şeması gerekli optik ve elektronik parçalar içeren smartphone kasada. (B) perspektif görüntülemek smartphone kasanın yerinde ve olmadan şerit sahibi ile ek öğeler (bir kapak odası kapatmak için tarafında geliyor). (C) birbirini izleyen adımları: örnekte daldırma, yer tutucu içinde LED başlayın, yer tutucu ve doğrudan ekran üzerinde dizel saflık elde etmek için ateş düğmesine basın. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
O dizel ve gaz ile onun farklı karışımlar için ölçülen aralığında viskozite duyarlı bir moleküler rotor boya dayalı bir floresan sonda dizel yakıt katıştırma tespiti için basit ve etkili test şeritleri elde etmek için kullanılmıştır. 4-DNS 550, emisyon yoğunluğu içinde çeşitli dizel/gaz karışımları ilişkilendirir nm gaz oranı arttıkça viskozite bir azalma ile. 24 ° C sıcaklıkta bir doğrusal olmayan floresan % 55'inin Şoklama için % 100'e kadar gözlendi katıştırma gazyağı, katıştırma güvenilir miktar ile %1.70 düşük standart sapması için izin ile.
Ancak, 4-DNS filtre kağıt şeritler üzerinde basit adsorpsiyon liderliğindeki için boya sıvı örnekleri, hidrofobik nedeniyle batırılmış bir elüsyon ve hidrofobik boya ve hidrofobik çözücü arasındaki π π etkileşimler. Neyse ki, bir hidroksil (içinde 4-DNS-OH) veya karboksil grubunun (4-DNS-COOH) getirilmesi bu zararlı davranış-den kaçmak ve bir steric selüloz lifleri hidrojen bağları ile bu kutup türevlerinin demirleme için yol açtı. Alternatif bir yaklaşım 4-DNS-COOH bağlayıcı functionalized substrat için aşılama Ayrıca elüsyon önlemek ve aminated 3-aminopropyltriethoxysilane (APTES) ile substrat seçildi kağıt daha önce filtrelemek için kabul edildi. Ne yazık ki, bu malzeme sadece zayıf bile 4-DNS-COOH bir kağıt matris gibi yapışkan maddeleri huzurunda yayıcı. Çeşitli gruplarla terminal fonksiyonel test üç rotor boya türevleri arasında sadece 4-DNS-OH geçerli test için uygun bulundu. Bu boya elüsyon yakıt örnek erişim için izin veren çözücü bir kabuk ile önlemek için yeterince güçlü etkileşimleri Selüloz ile birlikte. Yakıtlar daldırma ve yeterince güçlü floresans emisyon kayıt ile bir smartphone için görünür aralığında sunulan kağıt şerit dışarı sızıntı değil.
Böyle 4-DNS-OH-kaplanmış Şeker Ölçüm Çubuğu Strip ile gerçek örnekleri istihdam titrasyon deneyler de yapıldı. Ancak, ham yakıtların kullanımı gerektiren bir intolerably yüksek arka plan sinyal varlığı polisiklik aromatik hidrokarbonlar (PAH), nedeniyle sorunlu idi. Dizel/gaz karışımları aktif karbon ile basit filtrasyon aşamasında böylece uygulanmıştır, verimli bir şekilde bu bileşikler yanı sıra potansiyel yakıt işaret kaldırma boya, hangi sık sık sonuçları ikna için önde gelen üreticileri tarafından eklenir.
Basit kullanım yerinde iyiliği için smartphone algılama sistemi dizayn edilmiştir. Bir Android tabanlı platform olarak uygulama dağıtımı ve bağlayıcılar (yıldırım bağlantı noktasını gerektiren bir ekstra adaptör OTG kablosu için) açısından daha esnek geliştirme özellikleri sunuyor seçildi. Tüm elektronik ve optik yaygın olarak kullanılan kapalı bileşenleri ve smartphone durumunda bir standart 3D printerlere harcama maddeler tarafından yapılabilir. En yeni işletim sistemi ile çalıştırmak son üst seviye akıllı telefonlar, kullanıcıların RAW formattaki fotoğraflar kamera satın almak olsa bile, mobil cihazlar şu anda piyasada veya kullanımda büyük bir çoğunluğu donatılmış bir donanım tabanlı otomatik pozlama ile tazminat algoritması CMOS çip doğrudan içinde. Bu özellik, tüketici için kullanışlı kullanır, smartphone chemometric sistemleri ile ilgili ne zaman, kameranın CMOS tarafından alınan lux tutarı otomatik olarak belirli lux kriterleriyle eşleşmesi için ayarlanmış gibi önemli bir sorun. Bu değerler mutlak ölçüm okumalar kullanarak böylece kolayca yanıltıcı ve yanlış sonuçlar olabilir. Bir başvuru şeridi için bir test şeridi yan yana böylece böyle otomatik pozlama için hesabınıza temel ölçümdür. Gelecekte, smartphone tabanlı analiz büyük ölçüde artan önemi ile bu özellik önemli ölçüde yöntemi yalnızca test çözümlemek zorunda tarafından kolaylaştırır piyasada bulunan bugünün ticari test şeridi okuyucular fark gibi şerit.
Smartphone ve basılı durumda katıştırılmış duyu sistemi için standart bir yol doğrulama17doğrusal yanıt ve algılama mobil sistem için % 7 aşağı düşük limitleri ile mükemmel anlaşma açığa, GC-FID üzerinde dayalı karşılaştırıldığında. Yönteminin doğruluğunu artırmak için saf bir dizel ve bir saf gazyağı başvuru çözüm (içinde herhangi bir geleneksel pH elektrodu ortak iki nokta kalibrasyonu için benzetme) yakıtlar için kalibrasyon dosyalarını edinmek için analiz edilebilir özellikle dizel yakıtların farklı sınıflarda belirli viskozite ve özellikle Strip'te yanıt karşılaşılmaktadır. Böyle kalibrasyon dosyaları kolayca girdi ve app içinde depolanır. Bu maliyet-etkin, hassas ve hızlı sınamaları tüketiciler veya eğitimsiz yetkili personel tarafından sahtekarlık algılama için ilginç bir adli çözümdür.
Gelişme yakıtlar için hızlı test Ölçüm Çubuğu Strip üzerinde temel alan ve smartphone eşleştirmeyi halen sürmekte olan, alkol veya diğer petrol ürünleri gaz gibi benzin katıştırma için önemli. Doğal olarak, floresans okuma için akıllı telefon sistemi Diğer Floresan gösterge sistemleri kolayca adapte edilebilir.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Yazarlar ifşa gerek yok.
Acknowledgments
Yazarlar odak alanını analitik Bilimler finansmanı için BAM kabul etmek istiyorum: 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).
