Name: fluorescent paper strips for the detection of diesel adulteration with smartphone read-out
Uploaded: 2018-11-09T12:30:00
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Die Autoren möchten die BAM für eine Finanzierung durch den Fokusbereich Analytical Sciences bestätigen: https://www.bam.de/Navigation/EN/Topics/Analytical-Sciences/Rapid-Oil-Test/rapid-oil-test.html.

(1) Fluoreszenz-Farbstoffen (Abbildung 1A)
<ol><li>Kauf im Handel erhältlichen 4-DNS und 4-DNS-OH. Hinweis: 4-DNS-COOH ist nicht im Handel erhältlich und ist bereit, aus 4-DNS-OH wie im folgenden beschrieben.</li>
	<li>Legen Sie 50 mg (0,16 Mmol) von 2-[Ethyl [4-[2-(4-Nitrophenyl) Ethenyl] Phenyl] amino] Ethanol, 2 mg (0,016 Mmol) 4-Dimethylaminopyridine und 19,2 mg (0.192 Mmol) Bernsteinsäure Anhydrid in ein 10 mL runden unteren Kolben.</li>
	<li>Auflösen der Reagenzien in 2 mL trockenem Dichlormethan unter Arg...

<ol>
	<li>Mattheou, L., Zannikos, F., Schinas, P., Karavalakis, G., Karonis, D., Stournas, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Impact+of+Using+Adulterated+Automotive+Diesel+on+the+Exhaust+Emissions+of+a+Stationary+Diesel+Engine.">Impact of Using Adulterated Automotive Diesel on the Exhaust Emissions of a Stationary Diesel Engine.</a> Global NEST Journal. 8 (3), 291-296 (2006).</li><li>Gawande, A. P., Kaware, J. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fuel+Adulteration+Consequences+in+India+:+A+Review.">Fuel Adulteration Consequences in India : A Review.</a> Scientific Reviews and Chemical Communications. 3 (3), 161-171 (2013).</li><li>Lam, N. L., Smith, K. R., Gauthier, A., Bates, M. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Kerosene:+A+Review+of+Household+Uses+and+their+Hazards+in+Low-+and+Middle-Income+Countries.">Kerosene: A Review of Household Uses and their Hazards in Low- and Middle-Income Countries.</a> Journal of Toxicology and Environmental Health, Part B. 15 (6), 396-432 (2012).</li><li>Chandrappa, R., Chandra Kulshrestha, U. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Sustainable Air Pollution Management: Theory and Practice. , 305-323 (2016).</li><li>Felix, V. J., Udaykiran, P. A., Ganesan, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fuel+Adulteration+Detection+System.">Fuel Adulteration Detection System.</a> Indian Journal of Science and Technology. 8, 90-95 (2015).</li><li>Meira, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Determination+of+Adulterants+in+Diesel+by+Integration+of+LED+Fluorescence+Spectra.">Determination of Adulterants in Diesel by Integration of LED Fluorescence Spectra.</a> Journal of the Brazilian Chemical Society. 26 (7), 1351-1356 (2015).</li><li>Klingbeil, A. E., Jeffries, J. B., Hanson, R. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Temperature-+and+composition-dependent+mid-infrared+absorption+spectrum+of+gas-phase+gasoline:+Model+and+measurements.">Temperature- and composition-dependent mid-infrared absorption spectrum of gas-phase gasoline: Model and measurements.</a> Fuel. 87 (17-18), 3600-3609 (2008).</li><li>Gupta, A., Sharma, R. K., Villanyi, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Air Pollution. , (2010).</li><li>Gruber, J., Lippi, R., Li, R. W. C., Benvenho, A. R. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Analytical+Methods+for+Determining+Automotive+Fuel+Composition.">Analytical Methods for Determining Automotive Fuel Composition.</a> New Trends and Developments in Automotive System Engineering. 13, 13-28 (2011).</li><li>Park, D. H., Hong, J., Park, I. S., Lee, C. W., Kim, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+Colorimetric+Hydrocarbon+Sensor+Employing+a+Swelling-Induced+Mechanochromic+Polydiacetylene.">A Colorimetric Hydrocarbon Sensor Employing a Swelling-Induced Mechanochromic Polydiacetylene.</a> Advanced Functional Materials. 24 (33), 5186-5193 (2014).</li><li>Haidekker, M. A., Theodorakis, E. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ratiometric+mechanosensitive+fluorescent+dyes:+Design+and+applications.">Ratiometric mechanosensitive fluorescent dyes: Design and applications.</a> Journal of Materials Chemistry C. 4 (14), 2707-2718 (2016).</li><li>Uzhinov, B. M., Ivanov, V. L., Melnikov, M. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Molecular+rotors+as+luminescence+sensors+of+local+viscosity+and+viscous+flow+in+solutions+and+organized+systems.">Molecular rotors as luminescence sensors of local viscosity and viscous flow in solutions and organized systems.</a> Russian Chemical Reviews. 80 (12), 1179-1190 (2011).</li><li>Grabowski, Z. R., Rotkiewicz, K., Rettig, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Structural+Changes+Accompanying+Intramolecular+Electron+Transfer:+Focus+on+Twisted+Intramolecular+Charge-Transfer+States+and+Structures.">Structural Changes Accompanying Intramolecular Electron Transfer: Focus on Twisted Intramolecular Charge-Transfer States and Structures.</a> Chemical Reviews. 103 (10), 3899-4032 (2003).</li><li>. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> ASTM D975 - 16a, Standard Specification for Diesel Fuel Oils. , (2016).</li><li>Colucci, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Future Automotive Fuels &#8226; Prospects &#8226; Performance &#8226; Perspective. , (1977).</li><li>Lackner, M., Winter, F., Agarwal, A. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Gaseous and Liquid Fuels. 3, (2010).</li><li>Gotor, R., Tiebe, C., Schlischka, J., Bell, J., Rurack, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Detection+of+Adulterated+Diesel+Using+Fluorescent+Test+Strips+and+Smartphone+Readout.">Detection of Adulterated Diesel Using Fluorescent Test Strips and Smartphone Readout.</a> Energy &amp; Fuels. 31 (11), 11594-11600 (2017).</li><li>Coskun, A., Akkaya, E. U. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ion+Sensing+Coupled+to+Resonance+Energy+Transfer:+A+Highly+Selective+and+Sensitive+Ratiometric+Fluorescent+Chemosensor+for+Ag(I)+by+a+Modular+Approach.">Ion Sensing Coupled to Resonance Energy Transfer: A Highly Selective and Sensitive Ratiometric Fluorescent Chemosensor for Ag(I) by a Modular Approach.</a> Journal of the American Chemical Society. 127 (30), 10464-10465 (2005).</li><li>Chang, B. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Smartphone-based+Chemistry+Instrumentation:+Digitization+of+Colorimetric+Measurements.">Smartphone-based Chemistry Instrumentation: Digitization of Colorimetric Measurements.</a> Bulletin of the Korean Chemical Society. 33 (2), 549-552 (2012).</li><li>Roda, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Smartphone-based+biosensors:+A+critical+review+and+perspectives.">Smartphone-based biosensors: A critical review and perspectives.</a> TrAC Trends in Analytical Chemistry. 79, 317-325 (2016).</li><li>McCracken, K. E., Yoon, J. -. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Recent+approaches+for+optical+smartphone+sensing+in+resource-limited+settings:+a+brief+review.">Recent approaches for optical smartphone sensing in resource-limited settings: a brief review.</a> Analytical Methods. 8 (36), 6591-6601 (2016).</li></ol>

Eine fluoreszierende Sonde, basierend auf einem molekularen Rotors Farbstoff, die empfindlich auf Viskositäten im Bereich von den gemessenen für Diesel und seine verschiedenen Mischungen mit Kerosin, wurde zur einfachen und effizienten Teststreifen zum Nachweis von Diesel-Kraftstoff-Verfälschung zu erhalten. Die Emissionsintensität 4-DNS bei 550 nm in verschiedenen Diesel/Kerosin Mischungen korreliert mit einer Verringerung der Viskosität steigt der Anteil von Kerosin. Bei einer Temperatur von 24 ° C, für bis zu 1...

Kraftstoff-Verfälschung ist ein ernstes Problem in vielen verschiedenen Teilen der Welt, einfach aufgrund der enormen Bedeutung des Kraftstoffs als Energiequelle. Laufendem Motor gepanschten Sprit reduziert ihre Leistung, führt zu früheren Motorschaden und Umweltverschmutzung1beinhaltet. Erhöht, so dassX Emissionen auftreten, wenn Diesel mit Kerosin verfälscht ist enthält, in der Regel einen höheren Anteil an Schwefel2,3. Obwohl das Problem seit Jahrzehnten existiert, ist nachhaltige Brennelemente, die solche Straftaten an seinen Ausgangspunkt deckt immer noch selten, weil einfache und zuverlässige Tests für Kraftstoff Verfälschung4weitgehend fehlen. Trotz der erheblichen Fortschritte in Mineralöl Labor-basierte Analyse in den vergangenen Jahrzehnten5,6,7, Ansätze zur vor-Ort-Messungen sind immer noch rar. Verschiedene Methoden für den Einsatz außerhalb des Labors sind vor kurzem entwickelt worden, mit Fiber-Optics8, Feldeffekttransistoren –9 oder Mechano-Chromsäure Materialien10. Obwohl sie einige der Nachteile der herkömmlichen Methoden, robust, überwinden sind benutzerfreundliche und tragbaren Methoden noch weitgehend fehlen. Fluoreszierende Viskosität Sonden basierend auf molekularen Rotoren sind eine interessante alternative11,12, weil Mineralöle aus einer Vielzahl von Kohlenwasserstoffen, die Kettenlänge und Zyklizität bestehen, oft unterscheiden spiegelt sich in verschiedenen Viskositäten. Da Kraftstoffe komplexe Gemische ohne bestimmte Bleiverbindungen als Tracer handeln sind, scheint die Messung der Änderung einer makroskopischen Eigenschaft wie Viskosität oder Polarität sehr vielversprechend. Letzteres kann durch fluoreszierende molekularen Rotoren angesprochen werden für die Fluoreszenz-Quanten-Erträge Umwelt Viskosität abhängig. Nach Photoanregung beinhaltet Deaktivierung häufig eine verdrehte intramolekulare Transfer (TICT) Ladezustand, die Bevölkerung durch die Viskosität der umliegenden Mikroumgebung13bestimmt wird. Hochviskosen Lösungsmittel behindern molekularen Rotoren um einen TICT Zustand, mit hellen Emission zu übernehmen. In niederviskosen Lösungsmittel kann der Rotor viel besser TICT Staat, Beschleunigung nichtstrahlenden Zerfall und somit abgeschreckt Fluoreszenz zugreifen. Die Zugabe von Kerosin, mit einer Viskosität von 1,64 mm2∙s–1 bei 27 ° C, Diesel, mit jeweiligen Viskositäten von 1,3-2,4, 1,9-4.1, 2,0-4,5 oder 5,5-24,0 mm2∙s –1 bei 40 ° C für die Klassen 1D, 2D, EN 950 und 4D14,15,16, reduziert die kinematische Viskosität der Mischung und potenziell führt zu einer proportional abschrecken der Fluoreszenz von molekularen Rotors Sonden. Die Familie von 4-Dimethylamino-4-Nitrostilbenes (4-DNS) schien vielversprechendsten uns durch ihre starke Fluoreszenz-Variante über einen kinematischen Viskosität 0,74 70,6 mm2∙s –1. Dieser Bereich entspricht gut mit den bekannten Werten von Kerosin und Diesel.
Wir untersuchten daher die Fähigkeit des 4DNS, 2-[Ethyl [4-[2-(4-Nitrophenyl) Ethenyl] Phenyl] amino] Ethanol (4DNSOH) und (E)-4-(2-(ethyl(4-(4-nitrostyryl)phenyl)amino)ethoxy)-4-oxobutanoic Säure (4DNSCOOH) an die Viskosität der Diesel-Kerosin Mischungen durch ihre Fluoreszenz, je nach intramolekulare Rotation und schließlich nachgeben eines Schnelltests für Diesel Verfälschung mit Kerosin. Der Einweg-Test ist einfach zu bedienen, präzise, zuverlässige, wirtschaftliche und dreidimensional klein. Die Adsorption der Sonden auf dem Filterpapier als eine solide Unterstützung wurde untersucht und die Analyse wurde mit einem eingebetteten Smartphone-basierte Fluoreszenz-Leser erreicht. Heute sind ubiquitär verfügbar Smartphones mit qualitativ hochwertige Kameras, die Erkennung von optischen Veränderungen wie Farbe und Fluoreszenz unkompliziert rendering und ebnet den Weg für leistungsstarke vor-Ort-Analysen... Wir zeigen hier, dass die Messung der Emission von fluoreszierenden Sonden adsorbiert auf Papierstreifen mit einem Smartphone für Betrugserkennung auf Verbrennung Kraftstoffe in eine zuverlässige Weise17verwendet werden kann.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>4-dimethylamino-4-nitrostilbene (CAS Number: 2844-15-7)</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>39255</td>
			<td>4-DNS Dye</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>2-[ethyl[4-[2-(4-nitrophenyl)ethenyl]phenyl]amino]ethanol (CAS Number: 122258-56-4)</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>518565</td>
			<td>4-DNS-OH Dye</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Whatman&#160;qualitative filter paper, Grade 1</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>Z274852</td>
			<td>Test strips support</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Whatman&#160;application specific filter, activated carbon loaded paper, Grade 72</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>WHA1872047</td>
			<td>Fuel pre-treatment filters</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pall reusable in-line filter holders stainless steel, diam. 47&#160;mm</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>Z268453&#160;</td>
			<td>Holder pre-treatment filters</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>(3-Aminopropyl)triethoxysilane</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>919-30-2</td>
			<td>APTES</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>4-(Dimethylamino)pyridine</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>1122-58-3</td>
			<td>DMAP</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Succinic anhydride</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>108-30-5</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Triethylamine</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>121-44-8</td>
			<td>Et3N</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>N,N&#39;-dicyclohexylcarbodiimide&#160;</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>538-75-0</td>
			<td>DCC</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Stuart Tube Rotators</td>
			<td>Cole-Parmer</td>
			<td>SB3</td>
			<td>Rotator</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>FreeCAD</td>
			<td>freecadweb.org</td>
			<td>-</td>
			<td>Freeware - 3D design</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ultimaker Cura</td>
			<td>Ultimaker</td>
			<td>-</td>
			<td>Freeware - 3D printing</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Android Studio</td>
			<td>Google</td>
			<td>-</td>
			<td>Freeware - App programming</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Renkforce SuperSoft OTG-Mirror Micro-USB Cable 0,15 m</td>
			<td>Conrad.de</td>
			<td>1359890&#160;- 62</td>
			<td>Smartphone setup electronic part</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Black Cord Switch 1 x Off / On</td>
			<td>Conrad.de</td>
			<td>1371835&#160;- 62</td>
			<td>Smartphone setup electronic part</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Carbon Film Resistor 100 &#937;</td>
			<td>Conrad.de</td>
			<td>1417639&#160;- 62</td>
			<td>Smartphone setup electronic part</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>492 nm blocking edge BrightLine&#160;short-pass filter</td>
			<td>Semrock</td>
			<td>FF01-492/SP-25</td>
			<td>Filter excitation</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>550/49&#160;nm BrightLine single-band bandpass filter</td>
			<td>Semrock</td>
			<td>FF01-550/49-25</td>
			<td>Filter emission</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>&#216;1/2&#34; Unmounted N-BK7 Ground Glass Diffuser, 220 Grit</td>
			<td>Thorlabs</td>
			<td>DG05-220</td>
			<td>Diffuser excitation</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>LED 465 nm, 9 cd, 20 mA, &#177;15&#176;, 5 mm clear epoxy</td>
			<td>Roithner</td>
			<td>RLS-B465</td>
			<td>LED excitation</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

fluorescent paper strips for the detection of diesel adulteration with smartphone read-out

Drei fluoreszierende molekulare Rotoren von 4-Dimethylamino-4-Nitrostilbene (4-DNS) wurden für ihre mögliche Verwendung untersucht, wie Viskosität Sonden, um den Inhalt des Kerosin in Diesel/Kerosin Mischungen, eine weit verbreitete Aktivität, äußerstenfalls Kraftstoff zeigen. In Lösungsmittel mit niedriger Viskosität deaktivieren die Farbstoffe schnell über eine so genannte verdrehten intramolekulare Transfer Ladezustand, effizient abschrecken der Fluoreszenz. Messungen der Diesel/Kerosin Mischungen zeigten eine gute lineare Korrelation zwischen dem Rückgang der Fluoreszenz und die Erhöhung des Anteils von dünnflüssiger Kerosin in Diesel/Kerosin Mischungen. Immobilisierung des hydroxy Derivative 4-DNS-OH in Zellstoffpapier ergab Teststreifen, die die Fluoreszenz-Anzeige Verhalten beizubehalten. Kombination der Streifen mit einem Lesegerät basiert auf einem Smartphone und eine controlling app erlaubt einen einfaches Feldtest erstellen. Die Methode erkennt zuverlässig das Vorhandensein von Kerosin Diesel von 7 bis 100 %, Outperformance gegenüber heutige Standardmethoden für Diesel Verfälschung.

Die drei Strukturen der zwei kommerzielle Farbstoffe 4-DNS- und 4-DNS-OH und synthetisierte Dye 4-DNS-COOH enthalten ein Stilben Kernelement ersetzt mit einem Spender (-NR2) und ein Akzeptor (-2) Gruppe an beiden Enden, das zentrale doppelte Bindung darstellen das Scharnier des so genannten molekularen Rotors (Abbildung 1A). Die Strukturen unterscheiden sich in der Aminogruppe Substitution Muster mit kurzen Alkylgruppen für 4-DNS, zwei ...

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Fluorescent Paper Strips for the Detection of Diesel Adulteration with Smartphone Read-out

Fluoreszierende Papierstreifen zur Detektion von Diesel Verfälschung mit Smartphone auslesen

Hier präsentieren wir ein Protokoll, um die Verfälschung von Diesel mit Kerosin mit Teststreifen beschichtet mit einer fluoreszierenden Viskosität Sonde zusammen mit einer Smartphone-basierte Analyse-System zu erkennen.

Three fluorescent molecular rotors of 4-dimethylamino-4-nitrostilbene (4-DNS) were investigated for their potential use as viscosity probes to indicate ...

Das übergeordnete Ziel dieser Dipstick-Assays, die eine Fluoreszenzviskositätssonde und eine Smartphone-Auslese kombinieren, besteht darin, Dieselverfälschung enthäupft mit Kerosin zu erkennen und solche Betrügereien aufzudecken und wirtschaftliche Schäden zu vermeiden. Diese Methode kann Anwendern in ressourcenbegrenzten Ländern helfen, Schnelltests gemäß den WHO ASSURED-Anforderungen durchzuführen. Der Hauptvorteil dieser Technik besteht darin, dass sie ein qualitatives Messergebnis in weniger als einer Minute liefert und von ungeschultem Personal ohne spezifische Ausrüstungsanforderungen durchgeführt werden kann. Obwohl das Verfahren ein neues Werkzeug zur Erkennung von Kraftstoffverfälschungen bietet, kann es auch für andere Vor-Ort-Messanwendungen wie z. B. Sprengstofferkennung oder Wasseranalyse verwendet werden.Bereiten Sie eine Millimolar-Lösung des Referenzfarbstoffs und der Farbstoffe 4-DNS, 4-DNS-OH und 4-DNS-COOH in Toluen vor, wie im Textprotokoll beschrieben. Zellulosestreifen von 30 mal fünf Millimetern aus Filterpapier schneiden. Etwa 50 dieser Streifen in eine verschließbare Fünf-Milliliter-Durchstechflasche zusammen mit 4,5 Millilitern der gewünschten Farbstofflösung legen.Schütteln Sie die Streifen in der Durchstechflasche mit einem vertikalen Rotator für 20 Minuten bei 30 Umdrehungen pro Minute. Dann die Toluluuslösung aus der Durchstechflasche gießen. Sofort mit vier MilliliterCyclohexan füllen und eine Minute bei 30 Umdrehungen drehen, um überschüssige Farbstoffe abzuwaschen.Wiederholen Sie diesen Waschvorgang dreimal. Trocknen Sie nach dem Waschen die erhaltenen Teststreifen auf einem Filterpapier 10 Minuten bei Raumtemperatur, bevor Sie eine Probenvorbehandlung durchführen, wie im Textprotokoll beschrieben. Kaufen Sie eine Standard-Epoxid-LED mit fünf Millimetern bei 460 Nanometern, einen 100-Ohm-Widerstand und ein USB-On-the-go-Kabel mit einem Ein-Aus-Schalter und einem Micro-USB-Anschluss.Schneiden Sie das USB-Kabel auf der gegenüberliegenden Seite der On-the-go-Seite, um den roten Draht, der positive fünf Volt und den schwarzen Draht entsprechend dem Boden versorgt, zu isolieren. Schneiden Sie nun den schwarzen Draht des USB-Kabels und löten Sie den 100-Ohm-Widerstand auf der Rückseite des Schalters. Löten Sie die LED-Anode auf den positiven Fünf-Volt-Rotdraht und die LED-Kathode zum schwarzen Draht.Kaufen Sie einen Diffusor und zwei Filter für die LED und die Kamera, in der Regel einen Kurzpassfilter für den Anregungskanal und einen Bandpassfilter für die Emissionserfassung. 3D-Druck eine Smartphone-Hülle, die auf das Smartphone passt und integriert die verschiedenen optischen Teile, bestehend aus einer schwarzen Kammer, wie im Textprotokoll beschrieben. Drucken Sie außerdem einen Streifenhalter mit einer Referenz und einem Teststreifen.Implementieren Sie den Anregungskanal, indem Sie die LED, den Diffusor und den Filter platzieren, um die Papierstreifen in einem Winkel von 60 Grad zu beleuchten. Implementieren Sie den Lesekanal, indem Sie den Filter vor die CMOS-Kamera des Smartphones stellen. Wählen Sie die passende Kalibrierdatei aus dem Softwarespeicher aus, indem Sie auf die Menüschaltfläche in der oberen rechten Ecke des Softwarefensters klicken.Tauchen Sie den Teststreifen für ein paar Sekunden in die Dieselprobe, indem Sie den Teststreifen mit einer Pinzette halten. Überschüssigen Kraftstoff durch Polsterung mit einem Trockenpapier entfernen. Legen Sie den Teststreifen in den Streifenhalter neben dem Referenzstreifen und führen Sie den Halter in die Smartphone-Hülle ein.Ein Bild der Fluoreszenz des Streifens wird dann sofort auf dem Bildschirm des Smartphones angezeigt. Drücken Sie die Aufnahmetaste, um die Fluoreszenzintensitäten von Test- und Referenzstreifen aufzuzeichnen. Der Verfälschungsgrad wird sofort vom internen Algorithmus berechnet und auf dem Bildschirm angezeigt.Um Teststreifen zu erhalten, die mit einem fluoreszenzmolekularen Rotor als Viskositätssonde kodiert sind, wurden drei Arten von Farbstoffen auf Papier kodiert. Ein Kandidat, 4-DNS-OH, wurde als die am besten geeignete Sonde für die Erkennung von Dieselverfälschung mit Kerosin gefunden. Die Fluoreszenz der Streifen wurde mit einer Smartphone-Kamera nach dem Einsetzen der Streifen in ein 3D-gedrucktes Gehäuse ermittelt.Das Gehäuse integrierte den Streifenhalter und alle notwendigen optischen Elemente, wie eine LED, die direkt über den Smartphone-USB-Anschluss, Filter und einen Diffusor angetrieben wird. Das Assay-Verfahren wurde so einfach wie möglich mit nur ein paar Schritten gehalten, Tauchen, Platzieren des Streifens in den Halter, Starten der LED und Positionierung des Halters im Gehäuse, gefolgt von Messung und Analyse. Die Analysesoftware hat alle RGB-Werte der Pixel in vordefinierten räumlichen Bereichen, die den Streifen entsprechen, gemittelt und in Fluoreszenzintensitäten umgewandelt.Einmal gemeistert, kann diese Technik innerhalb von ein bis zwei Minuten durchgeführt werden. Nachdem Sie sich dieses Video angeschaut haben, sollten Sie ein gutes Verständnis dafür haben, wie solche kostengünstigen, präzisen und schnellen Methoden zur Verfälschung von Kraftstoffen funktionieren sollten. Es ist auch eine interessante forensische Lösung, zum Beispiel, wenn ein ungeschultes Behördenpersonal oder Verbraucher Betrug aufdecken sollten.Beim Versuch dieses Verfahrens ist es wichtig, die geeigneten Kalibrierdateien speziell bei der Arbeit mit Dieselproben unterschiedlicher Qualitäten auszuwählen, da sie speziell auf dem Streifen interagieren können. Nach diesem Verfahren können andere Referenz- oder Labormethoden wie GC-FID durchgeführt werden, um positive Ergebnisse zu validieren, die während einer Screening-Kampagne vor Ort beobachtet wurden. Diese Technik kann also anderen Forschern den Weg ebnen, fluoreszierende Dipstick-Assays mit eingebetteten Smartphone-Auslesesystemen zu kombinieren, um wertvolle Werkzeuge für die Vor-Ort-Erkennung wie Schadstoffe im Wasser oder andere forensische Anwendungen bereitzustellen.Die Arbeit mit Smartphone CMOS Alt-Detektor erfordert einige Vorsichtsmaßnahmen in Bezug auf die äußere-weite Valenzalgorithmus, die in den meisten Geräten vorhanden ist. Die Messung der Fluoreszenz eines Referenzstreifens neben dem Prüfstreifen ermöglicht die Korrektur dieser Abweichung.

Research

JoVE Journal

Environment

Single-plant, Sterile Microcosms for Nodulation and Growth of the Legume Plant Medicago truncatula with the Rhizobial Symbiont Sinorhizobium meliloti

Single-plant, Sterile Microcosms for Nodulation and Growth of the Legume Plant Medicago truncatula with the Rhizobial Symbiont Sinorhizobium meliloti

Einzel-Anlage, steril Mikrokosmen für Knöllchenbildung und des Wachstums der Pflanze Hülsenfrucht<em&gt; Medicago truncatula</em&gt; Mit dem Rhizobia Symbiont<em&gt; Sinorhizobium meliloti</em

Rhizobial  bacteria form symbiotic, nitrogen-fixing nodules on the roots of compatible host  legume plants.  One  of the most well-developed model systems ...

Forschung

Umwelt

Tracking Microbial Contamination in Retail Environments Using Fluorescent Powder - A Retail Delicatessen Environment Example

Tracking-Mikrobielle Kontamination in Einzelhandelsumgebungen mit fluoreszierenden Pulver - Ein Feinkost Einzelhandel Beispiel Umwelt

Cross contamination of foodborne pathogens in the retail environment is a significant public health issue contributing to an increased risk for foodborne ...

Colorimetric Paper-based Detection of Escherichia coli, Salmonella spp., and Listeria monocytogenes from Large Volumes of Agricultural Water

Colorimetric Paper-based Detection of Escherichia coli, Salmonella spp., and Listeria monocytogenes from Large Volumes of Agricultural Water

Farbmetrische Papierbasierte Erkennung von<em&gt; Escherichia coli</em&gt;,<em&gt; Salmonellen</em&gt; Spp. Und<em&gt; Listeria monocytogenes</em&gt; Von großen Mengen von Landwirtschaftliche Wasser

This protocol describes rapid colorimetric detection of Escherichia coli, Salmonella spp., and Listeria monocytogenes from large volumes (10 L) of ...

Detection of Foodborne Bacterial Pathogens from Individual Filth Flies

Der Nachweis von lebensmittelbedingten bakteriellen Erregern von Individual Filth Flies

There is unanimous consensus that insects are important vectors of foodborne pathogens. However, linking insects as vectors of the pathogen causing a ...

Ecotoxicological Method with Marine Bacteria Vibrio anguillarum to Evaluate the Acute Toxicity of Environmental Contaminants

Ecotoxicological Method with Marine Bacteria Vibrio anguillarum to Evaluate the Acute Toxicity of Environmental Contaminants

Ökotoxikologische Methode mit Meeresbakterien<em&gt; Vibrio anguillarum</em&gt; Zur Beurteilung der akuten Toxizität von Umweltschadstoffen

Bacteria are an important component of the ecosystem, and microbial community alterations can have a significant effect on biogeochemical cycling and food ...

Building Double-decker Traps for Early Detection of Emerald Ash Borer

Aufbau Doppeldecker fallen zur frühzeitigen Erkennung von Emerald Ash Borer

Emerald ash borer (EAB) (Agrilus planipennis Fairmaire), the most destructive forest insect to have invaded North America, has killed hundreds of millions ...

Procedures of Laboratory Fumigation for Pest Control with Nitric Oxide Gas

Verfahren der Labor-Begasung für die Schädlingsbekämpfung mit Gas Stickstoffmonoxid

Nitric oxide (NO) is a newly discovered fumigant for postharvest pest control. This paper provides detailed protocols for conducting NO fumigation on ...

Characterization of Aquatic Biofilms with Flow Cytometry

Charakterisierung der aquatischen Biofilme mit Durchflusszytometrie

Biofilms are dynamic consortia of microorganism that play a key role in freshwater ecosystems. By changing their community structure, biofilms respond ...

The Plant Infection Test: Spray and Wound-Mediated Inoculation with the Plant Pathogen Magnaporthe Grisea

The Plant Infection Test: Spray and Wound-Mediated Inoculation with the Plant Pathogen Magnaporthe Grisea

Die Pflanze-Infektion-Test: Spray und Wunde-vermittelten Inokulation mit Pflanzen Pathogen Magnaporthe Grisea

Plants possess a powerful system to defend themselves against potential threats by pathogenic fungi. For agriculturally important plants, however, current ...