NOVÉ SMĚRY V OBLASTI VOLTAMETRICKÝCH A AMPEROMETRICKÝCH SENZORŮ A DETEKTORŮ

Vědecké články | 2020 | Chemické listyInstrumentace
HPLC
Zaměření
Výrobce

Význam tématu


Elektroanalytické metody představují klíčové nástroje pro sledování stopových množství biologicky aktivních organických látek díky nízkým nákladům, vysoké citlivosti, dostatečné selektivitě a možnostem miniaturizace přístrojů pro terénní analýzy.

Cíle a přehled studie / článku


Cílem referátu bylo shrnout aktivity UNESCO laboratoře elektrochemie životního prostředí na PřF UK za poslední dekádu se zaměřením na:
  • nové elektrochemické materiály pro katodické a anodické procesy,
  • průtokové elektrochemické detektory pro HPLC, FIA a BIA,
  • vývoj DNA senzorů a jejich aplikace při detekci genotoxických látek.

Použitá metodika a instrumentace


Ve studii byly využity následující přístroje a elektrody:
  • kapalné a tuhé amalgamové elektrody (AgSAE) pro katodické voltametrie,
  • bismutové a antimonové filmové elektrody,
  • borem dopovaný diamant (BDD) s širokým potenciálovým oknem,
  • uhlíkové pastové elektrody (CPE) a sítotiskové uhlíkové elektrody (SPCE),
  • tubulární a mikrocely pro průtokové HPLC-ED, FIA-ED a BIA-ED detektory,
  • hlavní přístroje: potenciostaty s digitální korekcí základní linie, injekční pumpy pro FIA, HPLC systémy s elektrochemickou detekcí.

Hlavní výsledky a diskuse


Práce vedly k dosažení limitů detekce v submikro- až nanomolárních koncentracích pro řadu environmentálních polutantů (pesticidy, fenoly, nitrofenoly) a genotoxických aminobifenylů či biomarkerů nádorových onemocnění v matricích typu pitná voda, řeka, moč či krev. BDD elektrody umožnily spolehlivé stanovení endokrinních disruptorů a metabolitů steroidů. Nové průtokové detektory s obnovitelným povrchem mikrokuliček ze skelného uhlíku prokázaly možnost coulometrického provozu bez kalibrace.

Přínosy a praktické využití metody


Metody nabízejí:
  • nízké investiční a provozní náklady oproti spektrometrickým metodám,
  • vysokou citlivost a selektivitu díky modulacím povrchů elektrod,
  • miniaturní celo- a mikrocely pro analýzy přímo v terénu nebo u lůžka pacienta,
  • soulad s principy 'zelené analytické chemie' – nízká spotřeba vzorku a reagencií,
  • možnost přímého coulometrického stanovení bez externí kalibrace.

Budoucí trendy a možnosti využití


Mezi nejperspektivnější směry patří:
  • další miniaturizace senzorů a průtokových cel spojená s mikrofluidikou,
  • integrace elektrochemických senzorů s mobilními zařízeními a bezdrátovým přenosem dat,
  • využití nanostruktur a porézních materiálů pro zvýšení stabilita a citlivosti,
  • rozvoj biokonjugátů a nanočástic pro imunochemické a DNA senzory,
  • automatizované průtokové systémy s vysokou propustností vzorků.

Závěr


Moderní elektrochemické metody postavené na inovativních elektrochemických materiálech a průtokových detektorech představují ekonomickou a vysoce citlivou alternativu k tradičním spektrometrickým a separačním technikám. Jejich flexibilita, mobilita a nízká spotřeba vzorku otevírají široké spektrum aplikací v ekologii, potravinářství i klinické diagnostice.

Reference


1. Štulík K., Kalvoda R.: Electrochemistry for Environmental Protection. UNESCO Venice Office, Venice 1996.
2. Barbante G. J., Harsant A. J., Donnelly P. S., Connell T. U., Hogan C. F., Francis P. S.: Sensors Actuators B Chem. 216, 608 (2015).
3. Štulík K., Pacáková V.: Electroanalytical Measurements in Flowing Liquids. E. Horwood, Chichester 1987.
4. Mika J., Barek J., Zima J., Dejmkova H.: Electrochim. Acta 154, 397 (2015).
5. Jiřík P., Fischer J., Barek J.: Chem. Listy 99, 600 (2005).
6. Fischer J., Barek J., Zima J.: Chem. Listy 97, 114 (2003).
7. Gajdar J., Horakova E., Barek J., Fischer J., Vyskocil V.: Electroanalysis 28, 2659 (2016).
8. Pecková K., Průchová M., Moreira J. C., Barek J., Fischer J., Vyskočil V.: Collect. Czech. Chem. Commun. 76, 1811 (2011).
9. Prchal V., Krejčová J., Vyskočil V., Pecková K., Fischer J., Zima J., Barek J.: Int. J. Electrochem. Sci. 8, 2524 (2013).
10. Makrlíková A., Ktena E., Economou A., Fischer J., Navrátil T., Barek J., Vyskočil V.: Electroanalysis 29, 146 (2017).

Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.

PDF verze ke stažení a čtení
 

Podobná PDF

NETRADIČNÍ FILMOVÉ ELEKTRODY VE VOLTAMETRICKÉ A AMPÉROMETRICKÉ ANALÝZE ORGANICKÝCH SLOUČENIN
SPOJENÍ ELEKTROCHEMICKÝCH METOD S HMOTNOSTNÍ SPEKTROMETRIÍ – POTENCIÁL PRO ANALYTICKOU A FYZIKÁLNÍ CHEMII A BIOCHEMII
LABOREXPO: Polarografie aneb Kam dospěl světový objev po 100 letech
Program - 74. Sjezd chemiků