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

Altın mikroelektrot yüzeyini organik bir çözücüden yapılmış ince bir PEDOT tabakası ile değiştirerek, daha yüksek bir yüzey alanı elde edebilir ve sensör hassasiyetini artırabiliriz. Mikroelektrot prosedürü, çeşitli ortamlardaki antioksidanların hızlı bir analizidir. Bu, içeceklerin izlenmesinden hastanede yatan hastaların durumunun derhal değerlendirilmesine kadar farklı bağlamlara uygulanabilir.

İlgilenilen elektrokimyasal teknik olarak döngüsel voltametriyi çalıştırmak için uygun bir potansiyostat kullanın. Potansiyostatı ve ona bağlı bilgisayarı açın. Bilgisayar ve cihaz arasındaki iletişimi test etmek için yazılımı başlatın, ardından ayarlar menüsü altında donanım testi komutunu seçin.

Potansiyostattan bazı sesler duyduktan sonra, donanım testi sonuçları ayrı bir pencerede gösterilir. Tamam'ı tıklayın ve denemeyi çalıştırmaya devam edin. Bazen donanım testi komutu tıklatıldığında, bir bağlantı başarısız hatası görüntülenir.

Bağlantı ve bağlantı noktası ayarlarını kontrol edin. Bağlantıları test ettikten sonra, ayarlar menüsüne tıklayın, tekniği seçin ve açılış penceresinden döngüsel voltametri yöntemini seçin. Ardından ayarlar menüsüne geri dönün ve uygun deneysel parametreleri girmek için parametrelere tıklayın.

Örneğin, çıplak altın mikroelektrot üzerinde organik bir elektrolitte 0,1 molar EDOT elektropolimerizasyonunu çalıştırmak için, başlangıç potansiyelini negatif 0,3 volta, son potansiyeli negatif 0,3 volta, yüksek potansiyeli 1,2 volta, segment sayısını sekize, tarama hızlarını saniyede 100 milivolta ve yönü pozitife ayarlayın. Uygun döngüsel voltametri parametrelerini girdikten sonra, bir çalışma elektrodu, bir referans elektrodu ve bir platin tel sayaç elektrodu dahil olmak üzere bir cam elektrokimyasal hücrede üç elektrot kurulumu hazırlayın. Bu temiz ve kurutulmuş elektrotları bir standa bağlı bir elektrot tutucunun deliklerinden geçirin, ardından elektrotları hedef çözeltiye veya numuneye yerleştirmek için tutucuyu elektrokimyasal hücrenin üzerine yerleştirin.

Elektrot yüzeylerinde kabarcık olmadığından emin olun. Kabarcıklar varsa, elektrotları çıkarın, tekrar deiyonize suyla durulayın ve bir mendille kurulayın. Ardından elektrotları tekrar stand tutucuya ve çözeltiye yerleştirin.

Referans elektrodunun etrafında kabarcıklar varsa, uca hafifçe dokunun. Taramayı başlattıktan sonra sayaç elektrodunun etrafında kabarcıklar varsa, sayaç elektrodunu temizleyin. Döngüsel voltametri taraması gürültülü hale gelirse, elektrot yüzeyini temizleyin ve sistem bağlantılarını, telleri ve klipsleri kontrol edin.

Referans, çalışma ve sayaç elektrotları için üç tel bağlantısının tümünün doğru şekilde bağlandığından emin olduktan sonra, çalıştır'ı tıklatarak denemeyi başlatın. Altın mikroelektrodu ön işlemden geçirmek için, dairesel ve sekiz şekilli el hareketleri uygulayan bir cam parlatma plakasına yerleştirilmiş bir Alümina parlatma pedi üzerine Alümina Bulamaç ile 30 saniye boyunca parlatın, ardından mikroelektrodu deiyonize suyla durulayın. 15 mililitre mutlak etanol içeren bir cam aşağılık içine yerleştirin ve iki dakika boyunca ultra sonikat yapın.

Daha sonra, mikroelektrodu etanol ve su ile durulayın ve elektrot yüzeyinden fazla Alümina'yı çıkarmak için deiyonize suda dört dakika boyunca tekrar ultra sonikleştirin. Son olarak, saniyede 50 milivoltluk bir tarama hızında negatif 0,4 ve pozitif 1,6 volt potansiyeller arasında 20 segment için 0,5 molar sülfürik asit içinde döngü yaparak ek safsızlıkları giderin. Elektrot sülfürik asit içinde her temizlendiğinde tutarlı anodik ve katodik potansiyellerde altın oksit oluşumu ve indirgenmesi nedeniyle iki net tepe noktası olduğundan emin olun.

Organik bir çözeltide 0.1 molar EDOT hazırlamak için, önce hazırlanan 0.1 molar lityum perklorat çözeltisinin bir mililitresini bir elektrokimyasal hücreye aktarın. Daha sonra bir mikropipet kullanarak, elektrokimyasal hücreye 10.68 mikrolitre EDOT monomeri ekleyin. EDOT'u çıplak altın mikroelektrot yüzeyinde elektropolimerize etmek için, tüm elektrot kurulumlarını çözeltiye yerleştirin ve döngüsel voltametriyi çalıştırın.

Daha sonra taramalı elektron mikroskobu kullanarak, bu modifiye elektrodun yüzeyini karakterize edin. Elektrotları deiyonize suyla durulayın ve bir mendille kurulayın. Daha sonra bu PEDOT modifiye altın mikroelektrodu algılama amacıyla kullanmak için, elektrodu 0.1 molar sodyum perklorat çözeltisine batırarak ve döngüsel voltametri taramaları çalıştırarak yüzeyini sulu bir çözeltiye iklimlendirin.

Daha sonra deiyonize su ile duruladıktan sonra, bu organik olarak PEDOT modifiye edilmiş ve iklimlendirilmiş mikroelektrodu bir fosfat tampon çözeltisine batırın ve bir arka plan taraması oluşturmak için döngüsel voltametriyi çalıştırın. Son olarak, elektrodu tampon çözeltisinden çıkarın ve durulamadan derhal döngüsel voltametri taramaları yapmak için ürik asit veya süt çözeltilerine yerleştirin. Daha sonra, sulu bir asetonitril çözeltisinde 0.01 molar EDOT hazırlamak için, bir mikropipet kullanın ve bir cam şişede bir mililitre asetonitrile 10.68 mikrolitre EDOT ekleyin, ardından 10 mililitre 0.01 molar EDOT çözeltisi hazırlamak için şişeye dokuz mililitre deiyonize su ekleyin.

0.1 molar lityum perklorat çözeltisi elde etmek için hazırlanan EDOT çözeltisine 110 miligram lityum perklorat tozu ekleyin ve yavaşça karıştırın. Hazırlanan çözeltiyi elektrokimyasal hücreye aktarın. Elektrotları sulu asetonitril çözeltisine yerleştirin ve döngüsel voltametri çalıştırarak elektrot yüzeyinde 0.01 molar EDOT'u elektropolimerize edin, ardından elektron mikroskobu tarayarak bu modifiye elektrotun yüzeyini karakterize edin.

Organik çözeltide sentezlenen PEDOT sensörü kullanılarak normal taze sütteki ürik asit içeriğinin analizi, 82.7 mikromol konsantrasyonuna eşdeğer olan 0.35 voltta 28.4 nano amper anodik tepe akımı ile sonuçlandı. 0.65 voltta düzenli sütün döngüsel voltametri taramasındaki ikinci büyük oksidasyon zirvesi, sistein, triptofan ve tirozin gibi elektroaktif amino asitler de dahil olmak üzere oksitlenebilir bileşiklerle ilgilidir. Karamel ve beyaz çikolatalı süt örnekleri için elde edilen döngüsel voltametri taramaları, ürik asit için 0.36 voltta net bir tepe noktası ve aromalı sütün bileşenlerinden biri olan vanillik asidin varlığıyla ilişkili olabilecek 0.5 voltta ek bir tepe noktası göstermektedir.

Belçika çikolatalı süt örneğinin döngüsel voltametrisi, 0.26 voltta bir kateşin oksidasyon zirvesini ve 0.22 voltta bir kateşin indirgeme zirvesini göstermektedir. Kateşin zirvesinin kuyruğunda keskin bir tepe noktası olarak görünen 0.3 voltluk tepe akımı, ürik asit oksidasyonundan kaynaklanmaktadır. Kolombiyalı espresso süt örneğinin döngüsel voltametrisi, kahvedeki başlıca fenolik antioksidanlar, yani klorojenik ve kafeik asitler nedeniyle sırasıyla 0.35 volt ve 0.23 voltta geniş anodik ve katodik tepe akımları sergiler.

Elektrotun temizlenmesi ve pertüre edilmesi, elde edilen akım sinyallerini etkileyebilecek bu deneyin en önemli parçasıdır. Antioksidan bileşiklerin daha ayrıntılı analizine ihtiyaç vardır, o zaman LCMS gibi kromatografik yöntemlere dönebiliriz. Ancak, bu zaman alıcıdır ve her numune için gerekli değildir.