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サイクリックボルタンメトリー (CV)
 

サイクリックボルタンメトリー (CV)

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サイクリックボルタンメトリー、または履歴書、検体またはシステムの電気化学特性の広い範囲を研究するための技術であります。

ボルタンメトリーの実験は電気化学システムに潜在的な掃引を適用して、結果として得られる電流を測定によって実行されます。電流対応用可能性の結果のプロットのボルタモ グラムと呼びます。

サイクリックボルタンメトリー線形潜在的なスイープでは、設定値に達すると、それは初期の可能性に反対の方向で強化して、ことを除いて同様に、実行します。ボルタモ グラム、特にピークとピーク位置の形状は、酸化還元や酸化還元電位などの試料の特性重要な洞察を提供します。

このビデオでは、セットアップ、実行、および研究室におけるサイクリックボルタンメトリー実験を解釈する方法を実演します。

サイクリックボルタンメトリーは通常 3 電極セルに実行されます。まず、作用電極は興味の反応が起こるです。電極は、しばしば金、白金や炭素などの不活性材料で作られて。

次に、カウンター電極はセルの電流回路を閉じるために使用です。それはまた不活性材料、白金線では最も頻繁で構成されます。最後に、参照電極は、安定してよく知られている可能性がある、システムのリファレンス ・ ポイントとして使用します。したがって、基準電位と応用の可能性が報告されます。

セルには、溶媒に溶解した試料が含まれています。溶媒は、試料と反応できないし、酸化還元目的のスキャン ウィンドウ内でアクティブにすることはできません。ほとんどの実験支持電解質を使用して、ソリューションの抵抗を最小化。電解質はしばしば高イオン強度と導電性があり、塩溶液です。

3 電極セルの電気化学的テストを実行してには、カウンター電極間電流が誘起されます。適用される可能性は、対向電極の偏光を操作することによって制御されます。ただし、可能性は作用電極と参照電極の知られている安定した電位と計測します。可能性はその後作業と参照電極間の指定した電位差を維持するために調整されます。

CV の実験では、潜在的な「スイッチ」の可能性にランプアップは直線的と「循環」掃引になり開始の可能性には、逆。潜在的な限界は「スキャン」ウィンドウと呼ばれます。結果のボルタモ グラムにおける酸化還元イベントに対応する機能を示しています。

単一電子酸化還元イベント転送の潜在的なスイープ カソード ピークになります。この「カソード ピーク時に潜在的な、"電子を得ていることを意味検体が減少します。逆掃引により陽極のピークは、酸化が発生します。この「陽極、ピーク時に潜在的な"電子は前方スイープに形成された製品から取り除かれます。これらのピークの形状、濃度、スキャン レート、および実験条件に大きく依存。

サイクリックボルタンメトリーの基礎が説明されている、今、研究室では、CV のスキャンを実行する方法を見てをみましょう。

手順を開始するには、ストック溶液 10 mL を準備します。電解質溶液を電気化学セルに追加します。小型攪拌棒を加えて撹拌プレート上にセルを配置それをキャップします。

かき混ぜるし、窒素ガスを穏やかに流れる川とソリューションをドガします。これは、酸化還元活性である酸素を削除します。使用前に洗浄溶媒を参照電極と、キムワイプで乾燥します。メーカーからのガイドラインに従って作業とカウンター電極を優しくきれい。

ソリューションを脱泡しながらテフロン セルの上端に 3 つの電極を挿入します。セットアップの適切な潜在顧客に電極を接続します。

ソリューションは、スキャン ウィンドウの範囲では不活性ではないことを確認するため、バック グラウンド ・ スキャンを取得します。結果のスキャンから不純物や残存酸素がないことを確認します。酸化還元のイベントが存在する場合きれいな電極やガラス製品、およびソリューションをリメイクします。

電解質溶液と興味の analyte を組み合わせます。かき混ぜるし、ドガの脱酸素乾燥窒素気流を備えたソリューション。システムの機能によって、複数のスキャン レートで複数の繰返しボルタモ グラムの実験を実行します。ここで電流が流れていない開回路電位値でそれぞれのスキャンを開始します。

念入りの利益の還元イベントを分離するスキャン ウィンドウをによって異なります。イベントに影響がないことを確認するスキャン方向が異なります。この手順では、複数のスキャン速度で。すべてのスキャンが収集されると、アンクランプし、各電極をセルから削除します。参照電極をすすいでキム ワイプで乾燥します。電極のストレージ ソリューションに格納します。優しくきれいに格納、される前にカウンターと電極と電極セルをすすいでください。

結果サイクリックボルタモが分析され、還元と酸化イベントは各実験のセットアップでの潜在的な現在のデータが記載されています。

CV を決定する使用ことができます酸化還元反応が可逆か不可逆かどうか。可逆システム還元と酸化が発生します、それぞれピークを生産します。また、陽極電流カソード電流の比は、約 1 をする必要があります。最後に、可逆システム潜在的な平均のピークを使用すると潜在的なスキャン レートによる影響はありません。

不可逆的なシステムで、逆のピークがないです。また、ピーク電流はスキャン速度の平方根に比例する必要があります。

使用電子活性種は恩恵 CV 実験研究の多くの分野。

ドーパミンは、長い研究神経伝達物質、その重要性は薬物乱用、精神疾患や変性疾患が知られています。リアルタイムでのドーパミンの放出を調べる機能は、神経科学のための目標をされています。この例では、脳内ドーパミンの酸化は品種を用いた電極で測定様々 な薬理学的エージェントはドーパミン放出への影響をテストする脳領域に適用されました。

着床後時間とともに減少する神経細胞記録義肢の機能。この例では CV はインプラントの有効性を監視する使用されました。

周囲の組織と同様、電極材料と粗さ曲線の形状に影響します。高充電容量、曲線の面積によって決定には、うまく機能しているセットアップが示されます。簡単な電圧パルスを用いてインプラントを活性化させます。

微生物の生体システムは、バイオレメディエーションなどのアプリケーションとの研究の成長分野です。

ある特定の細菌は、表面と呼ばれるバイオ フィルムのレイヤーで組み立てに特に電気化学的活性。これらの細胞は、バイオリアクターで栽培され、制御する電気化学。バイオリアクター内で細胞が成長するにつれて、サイクリックボルタンメトリーはそれによって反応が枯渇したときを決定する細胞によって発生する電流を監視する使用されました。

サイクリックボルタンメトリーのゼウスの概要を見てきただけ。今実行し、CV スキャンを解釈する方法を理解する必要があります。

見てくれてありがとう!

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