ويمكن لهذه التكنولوجيا أن تساعدنا على الإجابة على الأسئلة الرئيسية في مجال تكنولوجيا المعالجة الحيوية، مثل تحويل الكتلة الحيوية، أو إنتاج الغاز الحيوي من النفايات العضوية. والميزة الرئيسية لهذا الاستشعار الرقم الH chemiresistive هو أن الأقطاب الصغيرة، هو تكرار أنبوب في عدد كبير، والعمل دون القطب المرجعي. الآثار المترتبة على هذه التقنية يمتد إلى المفاعلات الدقيقة متعددة، وذلك لأن هو معلمة هامة.
أقطاب كهربية الضخومي التقليدية باهظة الثمن أو كبيرة جداً بحيث لا يمكن استخدامها في منصة الفحص الدقيقة. يمكن أن توفر هذه الطريقة نظرة ثاقبة على تمرير التباديل متعددة على نطاق صغير. ويمكن أيضاً تطبيقها في التمريرات الكيميائية أو البيولوجية الأخرى التي تكون فيها قياسات الـ (PH) مهمة.
أولاً، إضافة ثلاثة غرامات من الجرافيت إلى 69 ملليلتر من حمض الكبريتيك المركز، وحرك المحلول حتى يتشتت الجرافيت تماماً. إضافة 1.5 غرام من نتريت الصوديوم. بعد ساعة واحدة من التحريك، ضع الحاوية في حمام جليدي.
إضافة تسعة غرامات من برمنغنات البوتاسيوم إلى التشتت، وإزالة الحاوية من حمام الجليد. بعد السماح للمحلول بالدفء لدرجة حرارة الغرفة، أضف 138 ملليلتر من ملليمتر Q الماء قطرة الحكمة. ثم أضف 420 ملليلتر من الماء ميلي-كيو والحفاظ على درجة الحرارة عند 90 درجة مئوية لمدة 15 دقيقة باستخدام لوحة ساخنة.
إضافة 7.5 ملليلتر من بيروكسيد الهيدروجين 30٪ إلى التشتت الساخن. بعد نقل التشتت إلى أنبوب الطرد المركزي، وجمع المنتج عن طريق الطرد المركزي في 10، 000 مرات G لمدة 20 دقيقة. بعد التخلص من ناطحة، يغسل بيليه أربع مرات مع الماء الدافئ المقطر المزدوج، ومرتين مع حمض الهيدروكلوريك 10٪.
وأخيرا، يغسل بيليه مرتين مع الإيثانول وتجفيفه في 50 درجة مئوية في الفرن. تفريق 10 ملليغرام من أكسيد الجرافيت في 10 ملليلتر من المياه ميلي كيو، ومن ثم سونيكات التشتت في حمام بالموجات فوق الصوتية لمدة ست ساعات. بعد ultrasonication، وإزالة رقائق أكسيد الجرافيت غير مزيل بواسطة الطرد المركزي لمدة 30 دقيقة في 2700 مرة G.After الطرد المركزي، والتخلص من الجسيمات الصلبة، واستخدام supernatant لمزيد من التجارب.
لإعداد حل العمل ، تمييع محلول مخزون أكسيد الجرافين ذو شقين مع مياه ميلي-كيو. الآن إضافة اثنين من microliters من أكسيد الجرافين حل العمل على رأس القطب الذهبي بين الأقطاب المكشوفة. بعد إسقاط الصب، وتجفيف القطب أكسيد الجرافين في درجة حرارة الغرفة لمدة 12 ساعة.
أدخل القطب في حامل PDMS-القطب. وضع الجزء الآخر من حامل القطب، الذي يعمل بمثابة خزان الحل، على رأس القطب. تجميع أصحاب عن طريق قص جزأين معا باستخدام قصاصات الورق اثنين.
المقبل، ماصة 300 ميكرولترات من 2 عازلة فوسفات الضروس في الخزان. ثم ضع الأقطاب المرجعية والمضادة في الحل بطريقة يتم وضعها بالقرب من سطح فيلم أكسيد الجرافين. قم بتوصيل الأقطاب الكهربائية بـ potentiostat، متصلة بجهاز كمبيوتر للحصول على البيانات.
استخدام الفولتومة الدورية للحد الكهروكيميائية، وتحديد النطاق المحتمل المناسب ومعدل المسح الضوئي. دورة الجهد الكهربائي على القطب 10 مرات بين صفر إلى ناقص 1.2 فولت. بعد التجربة، قم بإزالة القطب الكهربائي من الحامل، وغسله مراراً وتكراراً بماء ميلي-كيو.
ثم جفف القطب في فرن عند درجة حرارة 101 درجة مئوية لمدة 12 ساعة. عندما يكون القطب الجاف، إزالته من الفرن والسماح لها لتبرد إلى درجة حرارة الغرفة. ثم قياس الموصلية من القطب ErGO مع متعدد.
إعداد حل 10 ملليمولار من مونومر انيلين للوظائف polyaniline، عن طريق حل خمسة ميكرولترات من 10 ملليمولار انيلين في خمسة ملليلترات من حمض الكبريتيك الضرس واحد. إضافة 300 ميكرولترات من مونومر انيلين إلى خزان الحل. ثم ضع القطب ErGO المودعة في حامل القطب كما هو موضح سابقا.
استخدام فولتاموميتري دوري للالكهربتروبليميرت من الانيسلين لوظيفية ErGO في ErGO-السلطة الفلسطينية، وتحديد النطاق المحتمل المناسب ومعدل المسح الضوئي. دورة الجهد على القطب 50 مرات، بين صفر إلى 9 فولت. بعد ترسب البولينيلين، قم بإزالة القطب الكهربائي وغسله مراراً وتكراراً بماء ميلي-كيو.
ثم جفف القطب في 80 درجة مئوية في الفرن لمدة 12 ساعة. عندما يكون القطب جافًا ، قم بإزالته من الفرن والسماح له بالتهدئة إلى درجة حرارة الغرفة قبل قياس الموصلية للأقطاب الكهربية مع مقياس متعدد. بعد ذلك، أضف 2 هيدروكسيد الصوديوم الضرس إلى محلول احتياطي بريتون روبنسون، حتى يكون رقم هيدروكسيد الصوديوم خمسة.
لإعداد محلول احتياطي شامل من بريتون روبنسون، اخلط 04 شامة من حمض الفوسفوريك، و04 شامة من حمض الخليك، و04 شامة من حمض البوريك، في 8 لترات من مياه ميلي كيو. ثم، إضافة ميلي Q الماء حتى حجم النهائي هو لتر واحد. بعد تكييف القطب في محلول العازلة خمسة pH، وقياس مقاومته في حلول من مختلف من pH، عن طريق أول غمس مباشرة في حل العازلة.
ثم قم بتوصيل الجزء الآخر من القطب إلى قويتيوستات الكمبيوتر التي تسيطر عليها للحصول على البيانات. اختيار قياس الأمبير الحالي مقابل منحنى الوقت من قائمة التقنيات، وتطبيق فرق محتمل 100 ميليفولت على القطب. بعد القياسات ، جفف القطب في درجة حرارة الغرفة لمدة 12 ساعة.
إضافة خمسة ميكرولترات من خمسة nafion الوزن في المئة على رأس القطب ErGO-السلطة الفلسطينية، وتجفيف القطب في درجة حرارة الغرفة لمدة 12 ساعة. بعد طلاء نافيون، سخني القطب في محلول العازلة عند درجة الحرارة خمسة لمدة 24 ساعة قبل قياسات درجة الحرارة. بعد تكييف في محلول العازلة خمسة الرقم الH، وإزالة نافيون المغلفة ErGO السلطة الفلسطينية القطب وقياس مقاومة القطب من الرقم الH أربعة إلى تسعة، كما هو موضح سابقا.
إضافة 9.3 غرام من مسحوق M17 إلى 250 ملليلتر من المياه المنزوعة. يهيج ببطء الحل حتى يذوب المسحوق تماما. ثم اُتَمَفَل المحلّل عند 121 درجة مئوية لمدة 15 دقيقة.
بعد ذلك، أضف 50 ملليلتر من المتوسطة M17 المعقمة في قارورة معقمة 250 ملليلتر مع شريط ضجة مغناطيسية. إضافة 8 ملليلتر من محلول السكر المولر 1 المولي إلى المتوسطة. ثم، تلقيح الحل مع 10 ميكرولترات من ثقافة L.lactis، التي نمت سابقا في نفس الوسط الثقافة.
ضع القارورة مع الوسيلة الثقافية المستلقاة على طبق مغنطيسي في فرن الحضانة على حرارة 30 درجة مئوية لمدة 18 ساعة مع التحريك. مراقبة pH أثناء الحضانة. ضع قطب ErGO-PA-NA في ثقافة L.lactis وقم بإغلاقه بمكونات قطنية.
ثم ضع المجموعة في منظم حرارة عند 30 درجة مئوية لتنمو L.lactis. بعد ذلك، تطبيق 100 ملليفولت على القطب وقياس التيار مع الزمن. أخذ عينات 5 ملليلتر في نقاط زمنية مختلفة لقياس دون اتصال الكثافة البصرية في 600 نانومتر، والضمر الهض مع قطب زجاجي تقليدي.
مواصلة القياسات حتى تصبح الكثافة البصرية للثقافة ثابتة، مما يدل على أن البكتيريا لا تنمو بعد الآن. ظهور ذروة انخفاض قوية حول ناقص 1.0 فولت يوضح الحد من أكسيد الجرافين لErGO. تعتمد شدة الذروة على عدد طبقات أكسيد الجرافين على القطب.
عندما تم وضع القطب ErGO-PA في الأسكH أربعة إلى تسعة حلول عازلة، زاد التيار مع زيادة الأسى بسبب المنشطات وفك المنشطات من الثقوب أثناء عملية إزالة البروتون. وكانت استجابة القطب مستقرة على الفور عندما توقفت إضافة هيدروكسيد الصوديوم عند رقم هيدروكسيد الصوديوم معين. لم تتأثر الموصلية من القطب كثيرا من الطلاء نافيون.
ولكن حدث عدد قليل من أوم من الفرق في قيمة المقاومة ، وغيرت القيمة الحالية الأساسية لأقطاب ErGO-PA. على غرار القطب ErGO-PA، تغيرت مقاومة القطب ErGO-PA-NA عندما تغير رقم الH من حل العازلة من أربعة إلى تسعة. بمجرد أن بدأ نمو L.lactis ، انخفض تيار ErGO-PA-NA تدريجيا ، ثم تسارع خلال مرحلة النمو الأسي ، ليصل إلى قيمة مستقرة في نهاية النمو.
القيمة النهائية للتيار مماثلة للقيمة الحالية لErGO-PA-NA القطب اختبارها في حل العازلة. أثناء محاولة هذا الإجراء ، من المهم أن تتذكر تغطية أقطاب الذهب بالكامل مع أكسيد الجرافين. وقد مهدت هذه التكنولوجيا الطريق للباحثين في مجال مراقبة العمليات، لتصنيع واستخدام أقطاب صغيرة من مادة اله PH للنظم البيولوجية والكيميائية.
لا تنس أن العمل مع حمض الكبريتيك المركز ، برمنغنات البوتاسيوم ، و بيروكسيد الهيدروجين يمكن أن تكون خطرة للغاية. يجب أن يتم تنفيذ هذا الإجراء في غطاء أبخرة.
