Çevresel, Biyolojik ve Gıda Numunelerinde Fe, Cr, F ve As'ın Yerinde Miktar Tayini için TD-DFT Kılavuzlu Gelişmiş E-Göz Algılama Tekniği

Bu araştırmanın kapsamı, taşınabilir bir bakım noktası cihazı geliştirmektir. Bu yöntem, çoklu metrik örneklerdeki toksikan konsantrasyonunu ölçebilecek e-Eye olarak adlandırılır. Mevcut POCT cihazıyla ilişkili deneysel zorluklar, çok matris örnekleminde seçicilik, yani seçiciliktir.

Bir diğer zorluk ise çok düşük konsantrasyonun tespit edilmesidir. Şu anda çok düşük konsantrasyon algılayamıyor. Son nokta ise, çoklu matris örneğinde belirli bir analit, belirli bir hedefin tespit edilmesidir.

Bakın, bu yerli olarak geliştirilen e-Eye sensörü temelde spektrofotometreyi taklit ediyor, portatif EV görünür spektrofotometre. Burada e-Eye optik sensör anlamına gelir. Bu cihaz, iki çalışma prensibi temelinde geliştirilmiştir.

Öncelikle, bunun kardiyometrik kimyasal sensör çalışma prensibi. İkincisi ise yüksek hassasiyetle optik sensörün çalışma prensibidir. Bu çalışmanın temellerini anlamaya çalıştık, zaman bağımlı yoğunluk fonksiyonu teorisi kavramı, optik komediat sensörler için uyguladık.

Buluşlarımız, hesaplama alanından sensör cihazı geliştirmeye kadar temel temel soruları ele almaktadır. Nasıl gelişebiliriz, buna cevap verdik. Ve temelde bu çalışma kavramımıza dayanarak, sistemin mekanizmasını anlayabiliyoruz.

Seçiciliği tahmin edebiliriz. Tespit aralığını tahmin edebiliriz, tüm bunlar. Gelecekteki hedefimiz, su izleme sorunlarının kalitesini çözebilecek hassas yüksek tabanlı sensör geliştirmek.

Ve tarım, çevre ve sağlık alanlarında da uygulanabilir. Ve örnekten bazı biyoorganizmalarda bile element bileşiğini tespit edebilecek. Başlamak için, hedef analiti temel kimyasına göre tanıyan bir kilit ve anahtar reaksiyonu seçin.

Hedeflenen analitin elektronik hesaplamalarında daha doğru sonuçlar elde etmek için Becke, 3-parametreli, Lee-Yang-Parr, B3LYP hibrit yöntemi ve Los Alamos Ulusal Laboratuvarı 2 çift Z tabanlı seti kullanılarak tüm hesaplamaları gerçekleştirmek üzere Gaussian 09 programını başlatın. Gauss Girişi'nde SCRF=PCM ekleyin ve suyu seçin, ayarı onaylayın ve bağlantı blokunda geometri eşit bağlantı ve bağlanmış atom listesini içeren girdi gösterilir. Gönder tuşuna tıklayın.

Molekülün optimize edilmiş yapısını hesaplamak için gereken temel durum enerjisini hesaplayın. Zamana bağlı öz-tutarlı alan yöntemiyle uyarılmış durum elektronik geçişleri elde edin, 60'a eşit durum sayısı talep edilir. Aynı yöntem ve çözücü modeliyle tahmin edilen ultraviyole soğurma spektrumunu hesaplayıp dışa aktarın.

Moleküler yapıyı iyileştirmek için LANL2DZ baz setiyle B3LYP fonksiyonel kullanılarak temel durum yoğunluğu fonksiyonel teorisi geometri optimizasyonu gerçekleştirin. 110 fenenferrlin ve demir iyonun optimize edilmiş yapılarını sonraki çalışmalar için ihraç edin. Eşit hacimde trisodyum sitrat dihidratı maskeleme ajanı, askorbin asitini pH optimize edici ajanı olarak ve 110 feanfrolin şeffaf cam kültür tüpüne aktarın.

Toplam hacmi beş mililitre elde etmek için iki mililitre stok çözelti ekleyin. Her örneği ve standardı, bir santimetre yol uzunluğunda bir kuvars küvetine yerleştirin ve tüm ölçümleri standart laboratuvar koşullarında oda sıcaklığında tutun. Tüm standartlarda ve örneklerde demiri, UV görünür spektroskopisi kullanarak 250 ila 750 nanometre arasında tarama ile ölçün.

Ölçü hızını orta olarak seçerek enstrüman ayarlarını belirtilen koşullara uygun şekilde ayarlayın. Ölçüm tipini absorbans olarak ayarlayın. Yarık genişliğini beş nanometreye ayarlayın ve dedektörleri yönlendirmeye ayarlayın.

Örneklerle aynı su matrisini içeren bir boşluk kullanarak temel düzeltme yapın. UV emilimi kaydedildikten sonra, Lambda max 510 nanometrede gözlemlenir ve bu da kompleksin oluşumunu doğrular. Başlamak için bir LDR, beyaz bir LED ve LCD, bir mikrodenetleyici veya mikroişlemci kartı ve hassas dirençler temin edin.

Üç boyutlu basılı kutuyu kullanarak, LED ve ışığa bağlı direnç doğrudan birbirine karşı küvet yuvası boyunca hizalayın. LED için 3.3 kiloohm seri direnç takar, temiz kabloları yönlendirerek ve LCD model numarası 11497'yi bağlayarak devreyi tamamlayın. Sensörü, mikrodenetleyici ile bir voltaj bölücü üzerinden arayüz kurun; bu da ışığa bağlı direnç direncini ölçülebilir bir voltaja dönüştürür.

Her analog girişte bir düşük geçiş ağı oluşturmak için 10 kiloohm seri veya önyargı direnci ve bir mikrofarad kapasitör ekleyerek analog gürültü bastırıcı filtreler kurun. Bileşenleri mikrodenetleyici pinlerine yakın yerleştirin ve kısa bükülmüş sinyal kablolarını yönlendirerek kararlılığı artırın. Prototip şeması ve yerleşim tamamlanıp elektriksel olarak doğrulandığında basılı devre kartını bastırın.

Elektronik anahtarı açarak güç verin ve sensör tepkisini her kanaldan direnç veya dönüştürülmüş voltaj olarak kaydedin. LED'in tepki odasından ışık geçirirken ışık yolunu gözlemleyin ve ışığa bağımlı direnç, Farro bilgisine karşılık gelen iletilen yoğunluğu algılar. Ölçülen direnci demir iyon konsantrasyonuyla ilişkilendirerek bir kalibrasyon grafiki oluşturulur ve ortaya çıkan denklemi cihaz algoritmasına girerek gerçek zamanlı raporlama yapılır.

Son kablolama ve kanal atamalarını doğrulamak için tam devre çizimini gözden geçirin. Sonra bitmiş cihaz kutusunu yazdırıp monte edin. Üç boyutlu kutuda sabit pozisyonlarda dört küveti tutacak dört özel yuva oluşturun.

Her algılama yuvasını hem opak fiziksel bariyerlerle optik olarak hem de elektronik olarak ayrı LED ve ışık bağımlı direnç çiftleri ile bireysel voltaj bölücüleriyle izole ederek sinyal örtüşmesini önleyin. Tek bir analize bir yuva atayın ve atamayı sabit tutun. Her yuvaya yerleştirilen küvetin yalnızca o analitte özgü reaktifi içerdiğinden emin olun.

Ana anahtarı açarak güç sağlayacak şekilde dört LED'in tamamı aynı anda yansın. Işığa bağımlı dirençlerin her analizi paralel olarak algılamasına ve tüm kanalların sonuçlarını aynı anda göstermesine izin verin. Çoklanmış prototip, yer fıstığı örneklerindeki toplam demir konsantrasyonlarını doğru şekilde niceleştirdi ve sonuçlar UV vis spektrofotometresiyle yakından eşleşti ve tüm durumlarda tespit sınırının üzerinde kaldı.

Çoklanmış prototip kullanılarak saç örneklerinde ölçülen krom ve florür seviyeleri, UV görünür ölçümleriyle karşılaştırılabilirdi. Brahmaputra su örneklerindeki arsenik seviyeleri örnek sayılarına göre kademeli olarak arttı ve hem çoklu prototip hem de UV vis sistemi tarafından güvenilir şekilde tespit edildi.