Name: Tek Elektrokimyasal Kağıt mikroakışkan pH Sensörler olarak iridyum Oksit azaltılmış Grafen Oksit nanohibrit İnce Film Modifiye Ekran baskılı Elektrotlar (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2016-11-22T12:30:00.000+00:00
Duration: 9 min 15 s
Description: Keşfedin elektrokimyasal sentezle hazırlanan iridyum oksit-indirgenmiş grafen oksit nanohibrit ince filmleri kullanarak kağıt mikroakışkan platformda taşınabilir pH sensörü geliştirmeyi. Bu yöntem düşük hacimli örneklerle hızlı ve doğru nokta-bakım pH ölçümleri sağlar.

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

Bu çalışma Su Ekipmanları ve Politikası (WEP) NSF Sanayi / Üniversite Kooperatif Araştırma Merkezi (I / UCRC) bir hibe ile desteklenmiştir. Yazarlar ayrıca Yüksek Lisans Burs UW-Madison JY sağlanan Üstün Hjalmar D. ve Janet W. Bruhn Bursu ve Louis ve Elsa Thomsen Wisconsin müteşekkiriz

1. μPAD ve Aparat hazırlanması <ol><li> Üç boyutlu (3D) freze ve çapı 1.6 mm vardır freze bit bir ABS veya uyumlu plastik levha ile SPE ev alt plastik tutucu üzerindeki 500 mikron oluk Basık. Tutucu (Şekil 1A) ile test sırasında sıkıca SPE ve μPAD tutun. </li><li> Kağıt pedleri model hidrofobik PDMS engelleri amacıyla 3D freze ile bir damga ve sentetik reçine tablet veya sırasıyla dışbükey ve içbükey desenleri ile uyumlu plastik levha kullanarak bir vakum kapak, emin olun. <ol><li> 10 oranında PDMS nin önceden polimer ve çapraz bağlayıcının bir karışımının hazırlanması: 1 ya da üretici tarafından önerilen, spatula ile karıştırın ve PDMS damga dışbükey yüzeyi üzerine uygun bir miktarı uygulanır. </li></ol></li><li> Bir filtre kağıdı pedi istenen boyut ve kağıt üzerinde pulu karşı tarafında, vakum kapağın için önceden kesilmiş üstünde pul yerleştirin. Vacu uygulaum elle çalıştırılan vakum pompası ile en fazla 30 saniye. Pul ve vakum kapağından kağıt pedi çıkarın ve desenli PDMS (Şekil 1B) sertleşmeye 80 ° C&#39;de 10 dakika boyunca bir konveksiyon fırınında pişir. Elde edilen kağıt pedi yaklaşık 0.2 cm2 algılama bölgesi ve x 0.4 cm hidrofilik Örnek emme bölgesi 1 cm. Not: Sıvı numuneler aktarılır filtre kağıdının iç hidrofil bölgede olası PDMS kirlenmesini önlemek için uygulamalı PDMS ve vakum süreyi özel önlemler alınız. </li></ol> IRO 2 -RGO nanohibrit İnce Filmlerin ile SPE&#39;lere 2. Modifikasyon <ol><li> Bırak olarak hazırlanmış 1 mg ∙ ml 3 ul -1 mikropipet ile SPE grafit karbon çalışan elektrot üzerinde çözüm GO ve bir Petri kabındaki oda sıcaklığında kurumaya bırakın attı. N &lt;tutarken 10 ml SPE daldırma, 20 dakika süreyle N2 ile pH 5.0 PBS tamponu ile Temizleme PBS tampon havasısub&gt; 2 akan ve elektrokimyasal RGO içine GO azaltmak için 0.0 V -1.5 ila tekrarlayan katodik potansiyel bisiklet 100 döngüleri yürütmek. Bir püskürtme şişesi DI su ile SPE durulayın ve oda sıcaklığında kurutulur. Not: elektrostatik itme ile stabilize İyi dağılmış GO levhalar, başka bir yerde 7 bildirildiği gibi modifiye Hummer yöntemi kullanılarak grafit tozu vardır. Bu iro 2 ince filmlerin daha fazla büyüme karbon destek olarak hizmet için olduğu gibi sentezlenmiş RGO filmin homojenliği, önemlidir. </li><li> 100 mi (IrCl 4) 0.15 g iridyum tetraklorid oluşan iro 2 çökelme çözeltisi (ağırlık / ağırlık) 0.6 ml% 50 hidrojen peroksit (H2O 2) ve 0.5 g oksalik asit DI su ekleyerek dihidrat sağlayın. pH değeri, bir laboratuar bazlı pH metre ile belirlenmiş, 10.5 olana kadar karıştırılarak yavaş yavaş susuz potasyum karbonat, az miktarda ilave edin. Daha sonra, çözelti, sarımsı döndü. Oda temperatu 48 saat boyunca çözelti YaşlanmaDaha sonra renk sonunda soluk mavi çeviriyor, yeniden. </li><li> Yukarıdaki yerleştirme çözelti içinde RGO-SPE koyun ve 5 dakika için 0,6 V sabit bir potansiyel uygulanır. Iro 2 ince filmlerin kalınlığı tam olarak biriktirme potansiyeli ve zaman ile kontrol edilebilir. </li><li> SEM tarafından algılama alanının yapısını onaylayın. Biz 7&#39;den önce yaptığımız gibi, Wisconsin-Madison Üniversitesi Malzeme Bilimi Merkezi&#39;nde talimatları takip ederek SEM görüntüleri elde edin. </li></ol> Ucuz ve Taşınabilir Dijital pH Metre 3. İnşaat <ol><li> Iki tek LF356N işlemsel yükselteçlerin (OpAmp&#39;lar) ya da bir INA111 yüksek hızlı alan etkili transistör (FET) -Giriş enstrümantasyon amplifikatör bir dizi ya takarak dijital ekran ile ucuz ve minyatür pH metre inşa (yüksek giriş empedansı&gt; 10 12 Ω) breadboard kararlı ölçümler için yeterince yüksek iç empedansı elde etmek. Not: Tüm parçalar kolayca ac vardırElektronik mağazalardan erişilebilirler ve kolay bir şekilde monte edilebilir. </li><li> Birlik kazanç tampon olarak pH probu ve OPAMP&#39;lar olarak IRO 2 -RGO-SPE kullanın. pH metre güç ve OPAMP&#39;lar pin düzeni dayalı breadboard içine teller takmak için seri olarak iki topraklı 9 V alkalin pil tüketici bağlayın. </li><li> pimleri 7 katot ve anot bağlayın ve 4. Ayrıca çıkış voltajı ve ekran okuma ölçmek için sırasıyla pimleri 6 ve OPAMP&#39;lar 5&#39;e bir dijital multimetre olumlu ve olumsuz sondaları bağlayın. Referans ve SPE çalışan elektrotlar buna pin 2 ve 3 bağlanır. Detaylı bağlantıları Şekil 1D gösterilmiştir. </li></ol> 4. pH Ölçümleri <ol><li> 0.04 M eşit mol fosforik asit, asetik asit ve borik asit ile 100 mi br tamponlar hazırlamak ve 2- farklı pH elde etmek için 0.2 M sodyum hidroksit (NaOH) farklı hacimlerde (5, 25, 42, 60, 78 ve 98) ile karıştırın kalibrasyon için 12. </li><li> Localgılama alanının üstünde μPAD desenli yedik. doğrudan esneklik için μPAD hidrofil alana bir mikropipet Mount 60 ul sıvı örnekleri. o ıslandığı zaman μPAD, ya da ABS kapaksız yerinde tutulabilir. </li><li> Potansiyel IRO 2 -RGO çalışma elektrodu ve açık devre potansiyeli (OCP) sabit hale laboratuar tabanlı CHI 660D elektrokimyasal analizörü veya taşınabilir dijital pH metre, ya ile zamanla Ag / AgCl referans elektrot arasındaki gerilim sinyali (Tedbir varyasyonlar)% 5 &lt;. </li><li> Uzun süreli işleminde daha iyi bir elektriksel kontak ve sabit ve tekrarlanabilir okumaları elde etmek için, gerekirse, test edilecek sıvı örnekler kağıt pedi daldırılmasıyla ıslak algılama bölgesini muhafaza edin. Kaydedilmiş kararlı hal OCP değerleri bir kalibrasyon eğrisi belirlemek için her pH değerinde ortalaması alınır. </li></ol>

<ol><li>Greenblatt, M., Shuk, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Solid-state+humidity+sensors%5BTitle%5D)+AND+%22Solid+State+Ionics%22%5BJournal%5D)">Solid-state humidity sensors.</a> Solid State Ionics. , 86-88, Part 2 995-1000 (1996).</li>
<li>Nie, Z., Nijhuis, C. A., Gong, J., Chen, X., Kumachev, A., Martinez, A. W., Narovlyansky, M., Whitesides, G. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Electrochemical+sensing+in+paper-based+microfluidic+devices%5BTitle%5D)+AND+%22Lab+Chip%22%5BJournal%5D)">Electrochemical sensing in paper-based microfluidic devices.</a> Lab Chip. 10, 477-483 (2010).</li>
<li>Yang, J., Nam, Y. G., Lee, S. -K., Kim, C. -S., Koo, Y. -M., Chang, W. -J., Gunasekaran, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Paper-fluidic+electrochemical+biosensing+platform+with+enzyme+paper+and+enzymeless+electrodes%5BTitle%5D)+AND+%22Sens.+Actuators%2C+B%22%5BJournal%5D)">Paper-fluidic electrochemical biosensing platform with enzyme paper and enzymeless electrodes.</a> Sens. Actuators, B. 203, 44-53 (2014).</li>
<li>Delaney, J. L., Hogan, C. F., Tian, J., Shen, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Electrogenerated+chemiluminescence+detection+in+paper-based+microfluidic+sensors%5BTitle%5D)+AND+%22Anal.+Chem%22%5BJournal%5D)">Electrogenerated chemiluminescence detection in paper-based microfluidic sensors.</a> Anal. Chem. 83, 1300-1306 (2011).</li>
<li>Lankelma, J., Nie, Z., Carrilho, E., Whitesides, G. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Paper-based+analytical+device+for+electrochemical+flow-injection+analysis+of+glucose+in+urine%5BTitle%5D)+AND+%22Anal.+Chem%22%5BJournal%5D)">Paper-based analytical device for electrochemical flow-injection analysis of glucose in urine.</a> Anal. Chem. 84, 4147-4152 (2012).</li>
<li>Dossi, N., Toniolo, R., Pizzariello, A., Impellizzieri, F., Piccin, E., Bontempelli, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Pencil-drawn+paper+supported+electrodes+as+simple+electrochemical+detectors+for+paper-based+fluidic+devices%5BTitle%5D)+AND+%22Electrophoresis%22%5BJournal%5D)">Pencil-drawn paper supported electrodes as simple electrochemical detectors for paper-based fluidic devices.</a> Electrophoresis. 34, 2085-2091 (2013).</li>
<li>Yang, J., Gunasekaran, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Electrochemically+reduced+graphene+oxide+sheets+for+use+in+high+performance+supercapacitors%5BTitle%5D)+AND+%22Carbon%22%5BJournal%5D)">Electrochemically reduced graphene oxide sheets for use in high performance supercapacitors.</a> Carbon. 51, 36-44 (2013).</li>
<li>Yamanaka, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Anodically+electrodeposited+iridium+oxide+films+%28AEIROF%29+from+Alkaline+Solutions+for+Electrochromic+Display+Devices%5BTitle%5D)+AND+%22Jpn.+J.+Appl.+Phys%22%5BJournal%5D)">Anodically electrodeposited iridium oxide films (AEIROF) from Alkaline Solutions for Electrochromic Display Devices.</a> Jpn. J. Appl. Phys. 28, 632-637 (1989).</li>
<li>Yamanaka, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+electrochemical+behavior+of+anodically+electrodeposited+iridium+oxide+films+and+the+reliability+of+transmittance+variable+cells%5BTitle%5D)+AND+%22Jpn.+J.+Appl.+Phys%22%5BJournal%5D)">The electrochemical behavior of anodically electrodeposited iridium oxide films and the reliability of transmittance variable cells.</a> Jpn. J. Appl. Phys. 30, 1285-1289 (1991).</li>
<li>Fog, A., Buck, R. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Electronic+semiconducting+oxides+as+pH+sensors%5BTitle%5D)+AND+%22Sens.+%26+Act%22%5BJournal%5D)">Electronic semiconducting oxides as pH sensors.</a> Sens. & Act. 5, 137-146 (1984).</li>
<li>Bezbaruah, A. N., Zhang, T. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fabrication+of+anodically+electrodeposited+iridium+oxide+film+pH+microelectrodes+for+microenvironmental+studies%5BTitle%5D)+AND+%22Anal.+Chem%22%5BJournal%5D)">Fabrication of anodically electrodeposited iridium oxide film pH microelectrodes for microenvironmental studies.</a> Anal. Chem. 74, 5726-5733 (2002).</li>
<li>Marzouk, S. A. M., Ufer, S., Buck, R. P., Johnson, T. A., Dunlap, L. A., Cascio, W. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Electrodeposited+iridium+oxide+pH+electrode+for+measurement+of+extracellular+myocardial+acidosis+during+acute+ischemia%5BTitle%5D)+AND+%22Anal.+Chem%22%5BJournal%5D)">Electrodeposited iridium oxide pH electrode for measurement of extracellular myocardial acidosis during acute ischemia.</a> Anal. Chem. 70, 5054-5061 (1998).</li>
<li>Prats-Alfonso, E., Abad, L., Casañ-Pastor, N., Gonzalo-Ruiz, J., Baldrich, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Iridium+oxide+pH+sensor+for+biomedical+applications.+Case+urea-urease+in+real+urine+samples%5BTitle%5D)+AND+%22Biosens.+Bioelectron%22%5BJournal%5D)">Iridium oxide pH sensor for biomedical applications. Case urea-urease in real urine samples.</a> Biosens. Bioelectron. 39, 163-169 (2013).</li>
<li>Bitziou, E., O'Hare, D., Patel, B. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Simultaneous+detection+of+pH+changes+and+histamine+release+from+oxyntic+glands+in+isolated+stomach%5BTitle%5D)+AND+%22Anal.+Chem%22%5BJournal%5D)">Simultaneous detection of pH changes and histamine release from oxyntic glands in isolated stomach.</a> Anal. Chem. 80, 8733-8740 (2008).</li>
</ol>

Yazarlar hiçbir rakip mali çıkarları var.

cihaz Kurulumu O H + konsantrasyonunun negatif logaritması ile orantılı değişir çünkü pH sensörü, çalışma ve referans elektrotlar arasındaki OCP ölçerek çalışır. Ölçümler gibi CHI 660D ve multimetre ile okuma breadboard üzerine inşa basit bir pH metre olarak bir laboratuar bazlı potansiyostatla hem elde edilebilir. İki farklı portatif pH metre iki seri LF356N ya da bir INA111 olan IRO 2 -RGO-SPE ve farklı OPAMP&#39;lar, olarak sentezlenmiş, iki adet 9 V...

pH tayini, gıda, fizyolojik, tıbbi ve çevresel çalışmalarda her yerde olduğunu. pH tespiti için en yaygın iki araç pH şeritleri ve pH metre. Kağıt şeritler renk değiştiren pH göstergesi molekülleri ile emprenye edilir, ancak okuma zaman pH aralıklarında, sübjektif ve yarı-kantitatif bir sapma ile sınırlıdır. Öte yandan, geleneksel olarak bir cam elektrot ile donatılmış bir pH metre, bir dijital-kullanıcı arabirimi tarafından doğru 0.01 seviyesi ve ekran pH ölçebilir. Laboratuvar tabanlı pH metre bakım ve kalibrasyon özel bakıma ihtiyaç değil, aynı zamanda küçük bir örnek hacimleri yönelik iyi çalışmaz ve genellikle bu tür ölçümleri gerçekleştirmek için bir beher olarak temiz bir konteyner gerektirir sadece. Duyarlılığı, seçiciliği ve istikrar rağmen, cam elektrotlar asit / alkali hataları, yüksek empedans, sıcaklık istikrarsızlık ve mekanik kırılganlık 1 muzdarip. Nedenle embod pH ölçümü için avantajlıdırpH metre ve pH şeritleri basitliği ve maliyet yönlerinden doğruluğunu ies. Pahalı laboratuar bazlı ekipman veya ticari laboratuarlar satın alınacak birçok gelişmekte olan bölgelere sınırlı kaynaklar koşullar altında bu tür araçlar için karşılanmamış bir ihtiyaç her zaman vardır. Ayrıca, yeni kolay kullanımlı bünyesinde algılama platformları artan rolü noktası bakım tespiti için böyle bir talep tarafından itilir. Piyasada ticari düşük maliyetli SPE&#39;lere ve çeşitli glikoz izleme sistemleri tarafından gösterildiği gibi elektrokimyasal algılama, basit minyatürünü kolay ve tatmin edici hassastır. A, hafif, esnek ve tek gözenekli bir malzeme olarak, kağıt aynı zamanda, farklı gözenek boyutları, işlevsel gruplar ve fitilleme oranı gibi çeşitli kontrol özelliklerine sahip olabilir. Kağıt alt-tabaka zorlukla analit yayılmasının ve elektrokimyasal algılama 2-4, kağıt-akışkan cihazlar ve Elektroanalitik tekniklerin kombinasyonu recentl sahip etki dey geniş ilgi aldı. Bu tür kombinasyonların belirgin bir avantajı potansiyel ölçümleri sırasında titreşim ve konveksiyon gelen arızaları önlemek için ölçümünde kullanılan örnek hacminin küçük miktarıdır. Örneğin, desenli mikroakışkan yastıkları fitil ve ağır metal iyonlarının tespiti için SPE&#39;ler algılama alanına sıvı örnekleri sağlar ve 2,5 glikoz uygulanmıştır. Kağıt mikroakışkan elektrokemikuminensans kullanarak benzer cihazlar NADH tespiti 4 gerçekleştirmek için kurulmuştur. Daha yakın zamanlarda, basit elektrokimyasal kağıt mikroakışkan cihazlar kalem elektrotlar 6 veya enzim kağıt ve SPE&#39;leri 3 kullanarak bir bardak slayt üzerine inşa edilebilir. Iro 2 ve Rso oluşan bir nanohibrit ince film malzemesi basit ve etkin bir elektrokimyasal yaklaşım kullanılarak elde edilmiştir. Biz düzensiz ve kaba SPE grafit karbon yüzeyinde bulundu, anotsal elektrobirikimli IRO 2 ince film yapamamRGO yardımı olmadan pürüzsüz ve istikrarlı. Ortaya çıkan IRO 2 -RGO SPE pH algılama hidrofobik engelleri desenli bir kağıt mikroakışkan cihaza entegre edilmiştir. monte cihaz biraz süper Nernst davranışları ile pH algılama mükemmel analitik performansları gösterdi. Sonuçlar, cam elektrot ile, geleneksel bir laboratuar bazlı pH metre ile karşılaştırılabilir. Son olarak, maliyet-etkin minyatür pH metre dijital multimetre ile açık devre potansiyeli çıkış sinyalini ölçmek için bir breadboard üzerine inşa edilmiştir. portatif pH metre ölçümleri de ticari bir laboratuvar pH metre olanlar ile ilişkilidir.

<table><tbody><tr><td>Serigrafi baskılı elektrotlar</td><td>Zensor</td><td>TE100</td><td>3 elektrotlu entegre</td></tr><tr><td>Akrilonitril bütadien stiren (ABS)&nbsp;</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Polidimetilsiloksan (PDMS) prepolimer ve çapraz bağlayıcı karışımı</td><td>Dow-Corning Co.</td><td>Sylgard 184 10</td><td>:1 karışım w/w</td></tr><tr><td>Whatman No. 1 filtre kağıdı</td><td>GE Healthcare Co.</td><td></td><td></td></tr><tr><td>3D frezeleme sistemi</td><td>Roland DGA Co.</td><td>iModela IM-01</td><td></td></tr><tr><td>PDMS damga ve vakum kapağı</td><td>Roland DGA Co.</td><td>Sanmodur</td><td>Sentetik reçine tablet</td></tr><tr><td>Elle çalıştırılan vakum pompası</td><td>Cole-Parmer Co.</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Elektrokimyasal iş istasyonu</td><td>CH Instruments</td><td>CHI 660D</td><td></td></tr><tr><td>LF356N işlemsel yükselteçler</td><td>Texas Instruments Inc.</td><td></td><td></td></tr><tr><td>INA111 yüksek hızlı alan etkili transistör (FET) girişli enstrümantasyon amplifikatörü</td><td>Burr-Brown, Inc.</td><td></td><td></td></tr><tr><td>DMM914 dijital multimetre&nbsp;</td><td>Tektronix A.Ş.</td><td>70979101</td><td></td></tr><tr><td><güçlü> Fisher veya Sigma'dan: < / güçlü></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>İridyum tetraklorür (IrCl<alt>4< / alt>)</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>%50 (a/a) hidrojen peroksit (H<alt>2</alt>O<alt>2</alt>)</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Oksalik asit dihidrat</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Potasyum karbonat (K<alt>2</ alt > < > 3 < / alt >)</td><td></td><td></td><td></td></tr> <tr><td>Fosforik asit</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Asetik asit ve nbsp;</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Borik asit</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Sodyum hidroksit (NaOH)</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Na2HPO4</td>NaH<<td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>sub>2HPO4</td><td></td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

tek elektrokimyasal kağıt mikroakışkan ph sensörler olarak iridyum oksit azaltılmış grafen oksit nanohibrit İnce film modifiye ekran baskılı elektrotlar

Iridium Oxide-reduced Graphene Oxide Nanohybrid Thin Film Modified Screen-printed Electrodes as Disposable Electrochemical Paper Microfluidic pH Sensors

IRO 2 -graphene nanohibrit ince filmlerin A, kolay kontrol edilebilir, ucuz ve yeşil elektrokimyasal sentez kaynak sınırlı ayarları için kolay kullanımlı entegre kağıt mikroakışkan elektrokimyasal pH sensörü imal etmek geliştirilmiştir. Her iki pH metre ve şerit faydalanma pH algılama platformu hidrofobik bariyer desenli kağıt MicroPad (μPAD) polidimetilsiloksan (PDMS) ile oluşmaktadır, serigrafi baskılı elektrot (SPE) iro 2 -graphene filmler ile değiştirilebilir ve akrilonitril bütadien stiren kalıplanmış (ABS) plastik tutucu. Tekrarlanan katodik potansiyel bisiklet tamamen mükemmel stabilite ve elektronik özelliklere sahip bir 2D hatasız homojen grafen ince film elektrokimyasal kararsız oksijenli grupları kaldırmak ve üretebilirsiniz grafen oksit (GO) azaltılması için istihdam edildi. Nano tane boyutunda bir üniforma ve pürüzsüz IRO 2 filmi anodik olmadan herhangi bir grafen film üzerine elektrobirikimli edilirgözlemlenebilir çatlaklar. Ortaya çıkan IRO 2 -RGO elektrot Britton-Robinson (BR) farklı müdahale iyi doğrusallık, küçük histerezis, düşük tepki süresi ve tekrarlanabilirlik farklı tamponlar, yanı sıra düşük hassasiyetleri ile tamponlarda pH 2-12 biraz süper Nernst yanıtları gösterdi iyonik türlerin ve çözünmüş oksijen. Basit bir taşınabilir dijital pH metre yüksek giriş empedanslı operasyonel amplifikatör ve tüketici pilleri kullanarak, kimin sinyal multimetre ile ölçülür, imal edilir. Taşınabilir elektrokimyasal kağıt mikroakışkan pH sensörü ile ölçülen pH değeri, bir cam elektrot ile, ticari bir laboratuvar pH metre ile ölçülmüştür ile tutarlı olmuştur.

Elektrokimyasal IRO 2 -RGO-SPE pH sensörü içeren kağıt Mikroakiskan kurulum Şekil 1A gösterilmiştir. PDMS hidrofobik engelleri ile desenli kağıt pedi ABS plastik tutucu üzerinde bulunan IRO 2 -RGO-SPE algılama alanının üstüne yerleştirilmiştir. Kağıt ped algılama bölgesi dikkatle elektrot yüzeyi ile aynı hizada edildi. Sulu bir metilen mavisi boya çözeltisi desenli kağıt pedi test etmek için kullanıldı ve görüldüğü gibi, örnekler hidrofobik bariyer ...

Çalışma desenli kağıt-akışkan platform iridyum oksit azaltılmış grafen oksit büyüme (IRO 2 -RGO) nanohibrit yeşil elektrokimyasal sentez yoluyla düzensiz ve kaba ekran baskılı karbon tabaka üzerinde ince filmler ve pH sensörü olarak uygulanmasını gösteriyor .

Tek Elektrokimyasal Kağıt mikroakışkan pH Sensörler olarak iridyum Oksit azaltılmış Grafen Oksit nanohibrit İnce Film Modifiye Ekran baskılı Elektrotlar

A facile, controllable, inexpensive and green electrochemical synthesis of IrO2-graphene nanohybrid thin films is developed to fabricate an easy-to-use ...

Bu yöntemin genel amacı, hasta başı pH ölçümleri için taşınabilir bir elektrokimyasal kağıt-akışkan sensör üretmek amacıyla grafen iridyum oksit hibrit ince filmlerin elektrokimyasal sentezini kullanmaktır. Bu yöntem, indirgenmiş grafen oksit iskeletler yardımıyla, antartik elektrobiriktirme ile üretilen iridyum oksit ince filmlerin sentezini birleştirerek hasta başı pH ölçümleri gerçekleştirmek için yeni bir yol sunar. Kağıt mikroakışkan pedler ve dijital otomatik ekranla birleştirildiğinde, gerçek anlamda taşınabilir ve tek kullanımlık bir pH sensörü sağlar.Bu teknik, düşük örnek hacmi kullanarak laboratuvar dışındaki pH değerlerinin hızlı, doğru ve hasta başı ölçümlerini sunmak amacıyla kağıt mikroakışkanlar ve elektrokimyasal deteksiyonu kullanarak pH kağıt şeridinin ve katı hal pH metrelerin özelliklerini birleştirir. Madison, Wisconsin'deki göl suyunun farklı aylardaki nispeten küçük pH varyasyonlarını ölçmek istediğimiz için öncelikle bu tür cihazların üretimi fikrini geliştirdik. Aslında, pH şeridi bu kadar küçük bir pH farkını ayırt edemez ve renk skalası üzerinden okunması oldukça güçtür.Laboratuvar tabanlı bir pH metre kullanmak da pratik değildir. Başlamak için, 1,6 mm'lik bir freze ucuna sahip üç boyutlu bir freze makinesinin tutucusuna 7 cm x 4 cm x 0,6 cm boyutlarında bir ABS veya diğer uyumlu plastik levha sabitleyin. Yüzeye 500 mikrometre derinliğinde, köpek kemiği şeklinde bir kanal açmak için freze makinesini kullanın.1 cm yarıçaplı iki daireyi, 1 cm x 5 mm genişliğinde bir kanalla birbirine bağlayarak frezeleyip şekli oluşturun. Bu desen damga olarak kullanılacaktır. Ardından, vakum kapağı olarak kullanılmak üzere ayrı bir plastik tabakayı frezeleme makinesine yerleştirin ve tüm damga desenini kapsayacak büyüklükte bir yuva açın.Ardından, 10'a bir oranında PDMS prepolimer ve çapraz bağlayıcıdan oluşan bir karışım hazırlayın ve iki kısmı bir spatula ile karıştırın. Daha sonra, karışımı gazlarını gidermek için beş dakika boyunca bir vakum odasına yerleştirin. Gazları giderilmiş PDMS'den, damganın kanal oluğunu tamamen dolduracak uygun miktarda uygulayın.Fazla malzemeyi düz bir plastik parçasıyla sıyırın. Ardından, istenen boyutta önceden kesilmiş bir filtre kağıdı pedini, PDMS dolgulu damganın üzerine yerleştirin. Vakum kapağını damganın karşı tarafına, kağıdın üzerine gelecek şekilde yerleştirin ve damgaya hafif bir parmak basıncı uygulayın.El ile kumanda edilen bir vakum pompası kullanarak 30 saniyeye kadar vakum uygulayın. İşlem tamamlandığında, kağıt pedi çıkarın ve desenin PDMS'e sabitlenmesi için 10 dakika boyunca 80 degrees celsius sıcaklıktaki bir konveksiyon fırınında bekletin. Öncelikle, grafitik karbon çalışma elektrodu, bir karşı elektrot ve bir gümüş gümüş klorür pellet referans elektrottan oluşan, serigrafi ile basılmış üç elektrotlu bir dizi edinin.Ardından, bir mikropipet kullanarak 1 mg/mL konsantrasyonundaki grafen oksit çözeltisinden 3 µL'yi grafitik karbon çalışma elektroduna damlatarak uygulayın. Çözeltinin oda sıcaklığında kurumasına izin verin. Bu sırada, 10 mL pH 5,0 PBS tampon çözeltisini 20 dakika boyunca azotla süpürün.Ekran baskılı elektrot kuruduğunda, azot akışı devam ederken elektrodu tampon çözeltiye daldırın. Ardından, elektrodu bir elektrokimyasal iş istasyonuna bağlayın ve grafen oksit'i elektrokimyasal olarak indirgemek için 0.0 ile 1.5 volt arasında 100 döngü tekrarlayan katodik potansiyel döngüleme uygulayın. Son olarak, ekran baskılı elektrodu deiyonize su ile durulayın ve oda sıcaklığında kurutun.İndirgenmiş grafen oksit filminin homojenliği önemlidir çünkü bu film, iridyum oksit ince filmlerinin daha sonraki büyümesi için karbon destek görevi görür. Ardından, deiyonize su içerisinde 100 ml iridyum oksit çöktürme çözeltisi hazırlayın. Çözeltinin pH değeri 10,5'e ulaşana ve çözelti sarımsı bir renk alana kadar, karıştırırken azar azar küçük miktarlarda susuz potasyum karbonat ekleyin.Çözeltiyi oda sıcaklığında 48 saat boyunca bekletin. Bu süre zarfında, renginin sarıdan soluk maviye döndüğünü gözlemleyin. İndirgenmiş grafen oksit ekran baskılı elektrodu, iridyum oksit biriktirme çözeltisine yerleştirin ve elektrokimyasal çalışma istasyonunu kullanarak beş dakika boyunca 0.6 volt sabit potansiyel uygulayın.Standart SEM numune hazırlama ve görüntüleme tekniklerini kullanarak, taramalı elektron mikroskopisi ile algılama alanının yapısını doğrulayın. Taşınabilir dijital pH metre yapımına başlamak için, beraberindeki metin protokolünde malzemeler listesi altında belirtilen ve burada gösterilen gerekli bileşenleri toplayın. Ardından, stabil ölçümler için yeterince yüksek dahili empedans sağlamak amacıyla INA 111 yüksek hızlı alan etkili transistör giriş enstrümantasyon amplifikatörünü breadboard üzerine takın.Ardından, pH metreye güç sağlamak için topraklanmış iki adet dokuz volt Alkalin tüketici pilini seri olarak bağlayın. Katodu yedi numaralı pine, anotu ise dört numaralı pine bağlayın. Daha sonra, bir ve sekiz numaralı pinler arasına 10 meg-ohm'luk bir direnç bağlayın.Ayrıca, bir dijital multimetrenin pozitif probunu altıncı pine ve negatif probunu beşinci pine bağlayın. Multimetreyi çıkış voltajını ölçecek ve görüntüleyecek şekilde ayarlayın. Son olarak, modifiye edilmiş ekran baskılı elektrodun referans ucunu ikinci pine ve çalışma elektrodunu üçüncü pine bağlayın.0,2 molar sodyum hidroksit'in değişen miktarlarını; fosforik asit, asetik asit ve borik asidin ekimolar miktarlarının birleşiminden oluşan 0,04 molar bir asit çözeltisi ile birleştirerek 100 ml Britton-Robinson tampon karışımları hazırlayın. Ardından, modifiye edilmiş ekran baskılı elektrodu frezelenmiş plastik tutucuya yerleştirip mikroakışkan kağıdı, hidrofilik dairelerden biri sensörün üzerine gelecek şekilde elektrodun üstüne yerleştirerek mikroakışkan pH metre düzeneğini kurun. Bir pipet yardımıyla, pH numunelerinden birinin 60 mcL'sini, sensöre doğru emilecek şekilde doğrudan mikropedin hidrofilik alanına ekleyin.Ardından, kurulu bir taşınabilir dijital pH metre ile voltaj sinyalini ölçmeye başlayın. Açık devre potansiyeli sabitlendiğinde değeri kaydedin. Her seferinde yeni bir mikroakışkan kağıt kullanarak, hazırlanan standartların her biriyle bu işlemi tekrarlayıp bir standart eğrisi oluşturun.Ekran baskılı elektrotlar için açıklanan elektrokimyasal indirgeme tekniği, taramalı elektron mikroskobu altında görülebilen, kusursuz ve homojen bir indirgenmiş grafen oksit ince film oluşturacaktır. İridyum oksit modifikasyonundan sonra, herhangi bir gözlemlenebilir çatlak olmaksızın düzgün ve pürüzsüz bir film görülmelidir. Numune, mikroakışkan kağıt boyunca sensöre doğru emildiği için yalnızca az miktarda sıvı gereklidir.Burada gösterilen görüntüde, mavi boya çözeltisi örneği kağıdın tabanına yerleştirilmiş ve sensör konumuna doğru çekilerek tüm kağıt parçasını boyamıştır. Kararlı bir okumaya ulaşmak için gereken süre, örneğin pH değerine bağlı olarak değişir. Herhangi bir pH metrede olduğu gibi, okuma yapmadan önce kararlı bir duruma ulaşılana kadar beklemek önemlidir.Kararlı duruma ulaşıldığında, mikroakışkan bir pH sensörü ile elde edilen değerler, tipik bir pH metre ile elde edilenlerle doğrusal olarak ilişkilidir. Grafen iridyum oksit hibrit ince film pH metre; düşük histerezise, hızlı tepki süresine, tekrarlanabilir performanslara ve laboratuvar tabanlı pH metrenin ticari cam elektrodu ile iyi bir korelasyona sahiptir. Yöntem kavrandıktan sonra, pH ölçümleri birkaç saniye mertebesinde hızla gerçekleştirilebilir.Bu prosedür izlenerek, sınıf E karbon, indiyum kalay oksit kaplı cam ve silika gibi herhangi bir iletken veya yarı iletken altlık üzerinde benzer şekilde diğer pH duyarlı karbon bataryum oksit hibrit ince filmler sentezlenebilir. Elektrokimyasal mikroakışkan sensör, hem pH metrelerin hem de pH şeritlerinin avantajlarını birleştirir. Ayrıca, kaynakların sınırlı olduğu ortamlarda gelecekteki saha ve hasta başı pH ölçümleri için gelecek vaat eden bir platformdur.

iridium-oxide-reduced-graphene-oxide-nanohybrid-thin-film-modified

Research

JoVE Journal

Engineering

Mühendislik

Bu röportajda, Dr. Klapperich termoplastik mikroakışkan cihazlar ve yeni teşhis gelişimi için uygulama imalat tartışıyor.

Tek kullanımlık Diagnostics mikroakışkan Uygulamaları

Yüksek verimli bir potansiyele sahip olan yeni microdevice malzemeler ile üç boyutlu (3D) dielektroforez (DEP) göstermek için kullanılır. Grafen nanoplatelet kağıt ve çift taraflı bant dönüşümlü yığılmış; 700 ml'lik bir mikro-gözenekli tabakaların enine delinmiştir. Polistiren boncuklar DEP davranışı mikro iyi gösterilmiştir.

3D Grafen Elektrot dielektroforetik Cihazı Geliştirilmesi

Bir mikrosıvısal Biyoalgılayıcı platform tasarlanmıştır ve çeşitli analitlerin hızlı ve hassas miktar için düşük maliyetli kuru film fotorezist teknolojisi kullanılarak imal edilmiştir. Bu tek kullanımlık sistem-küçük parça-immobilize enzim bağlı deneyleri elektrokimyasal göstergesi için stop-akış tekniği yoluyla sağlar.

Kuru zar elektrokimyasal mikrosıvısal Biyoalgılayıcı fotorezist tabanlı Platform: Cihaz imalat, On-chip tahlil hazırlama ve sistemin çalışması

Burada, bir Nafion kaplı, polyaniline functionalized, mamüllerinin azaltılmış grafen oksit chemiresistive mikro pH sensörü imalatı için protokol raporu. Bu chemiresistor tabanlı, katı hal mikro pH sensör pH değişiklikleri algılayabilir Lactococcus lactis Fermantasyon işlemi sırasında gerçek zamanlı.

Nafion kaplı imalatı, mikrobiyal fermantasyon sırasında gerçek zamanlı monitör pH grafen oksit/Polyaniline Chemiresistive sensör azaltılmış

Düşük moleküler ağırlıklı analitleri algılamak için kullanılan altın mikroelektrotların yüzeyinde ince tabakalar oluşturmak için poli(3,4-etilendioksitiyofen) elektropolimerizasyonu için sulu ve organik çözücü sistemlerini tanımlıyoruz.

Ürik Asit Algılama Uygulamaları için Altın Mikroelektrotlar Üzerine Poli(3,4-Etilendioksitiofen) Tabakalarının Elektrokimyasal Hazırlanması

Mevcut protokol, elektrolit kapılı grafen alan etkili transistör (EGGFET) biyosensörünün gelişimini ve biyobelirteç immünoglobulin G (IgG) tespitindeki uygulamasını göstermektedir.

Biyobelirteç Tespiti için Elektrolit Kapılı Grafen Alan Etkili Transistörün Geliştirilmesi ve İşlevselleştirilmesi

Bu protokol, yüzeyde geliştirilmiş Raman saçılımı için esnek bir alt tabaka için bir üretim yöntemini açıklar. Bu yöntem, düşük konsantrasyonlarda R6G ve Thiram'ın başarılı bir şekilde tespit edilmesinde kullanılmıştır.

Ultra Hassas Algılama için Polidimetilsiloksan (PDMS) Bazlı Esnek Yüzeyle Geliştirilmiş Raman Saçılımı (SERS) Alt Tabakasının İmalatı

Bu protokol, nanofibrillenmiş selüloz kağıt üzerinde mikro kanallar üretmek için basit mikro kabartma işlemleri için uygun plastik mikro kalıpları kullanan ve minimum 200 μm genişliğe ulaşan basit bir işlemi açıklar.

Mikro Kabartma: Nanoselüloz Kağıt Bazlı Mikroakışkanlar Üzerinde Mikrokanalların Üretilmesi İçin Uygun Bir İşlem

Makale, grafitin çok katmanlı grafit oksit tozuna, grafen oksit nanotabakalarına, supramoleküler indirgenmiş grafen oksit hidrojeline ve indirgenmiş grafen oksit nanomalzemelerine yenilikçi, ölçeklenebilir dönüşümü için kademeli tasarım oksidasyon işleminin protokollerini ve oldukça temel bir indirgeme reaksiyonunu sunmaktadır.

Kaskad Tasarım Oksidasyonu ve Yüksek Bazik İndirgeme Reaksiyonları Kullanılarak Grafen Oksit ve İndirgenmiş Grafen Oksitin Ölçeklenebilir Sentezleri

Bu makalenin temel amacı, araştırmacılar ve bilim insanları elektrokimya kullanarak glikoz algılama sürecini anlamalarına yardımcı olmak ve parametreleri en üst düzeye çıkarmak için glikoz algılama yanıtını en üst düzeye çıkarmaktır. Bir glukoz sensörünün üretim süreci, en iyi kronoamperometrik yanıtını elde etmek için rehberliklerle ayrıntılı şekilde anlatılır.

Enzimatik Olmayan Amperometrik Glukoz Tespiti İçin NiO Nanoçiçekleri

Keşfedin elektrokimyasal sentezle hazırlanan iridyum oksit-indirgenmiş grafen oksit nanohibrit ince filmleri kullanarak kağıt mikroakışkan platformda taşınabilir pH sensörü geliştirmeyi. Bu yöntem düşük hacimli örneklerle hızlı ve doğru nokta-bakım pH ölçümleri sağlar.

Tek Elektrokimyasal Kağıt mikroakışkan pH Sensörler olarak iridyum Oksit azaltılmış Grafen Oksit nanohibrit İnce Film Modifiye Ekran baskılı Elektrotlar (Video) | JoVE Journal

Tek Elektrokimyasal Kağıt mikroakışkan pH Sensörler olarak iridyum Oksit azaltılmış Grafen Oksit nanohibrit İnce Film Modifiye Ekran baskılı Elektrotlar

Daha fazla video keşfet