简单的石墨/PVC墨水设计的纸质电极与3D打印的电化学装置相集成,用于负担得起的分析
Gleidson Thiago Sá Araújo1, Lucas Costa Faustino2, Rejane Maria Pereira Silva1
1Department of Chemistry - PPGQ, State University of Piauí, Campus Poeta Torquato Neto, Pirajá, Teresina, PI, 64002-150, Brazil.
Mikrochimica acta
|February 26, 2025
概括
一种新的,具有成本效益的便携式电分析设备使用石墨/聚乙烯 (PVC) 纸质电极和3D打印的电化学电池. 该系统可在合成尿液中可靠检测3-nitro-L-tyrosine.
科学领域:
- 电化学 电化学 电化学
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 分析化学 分析化学
背景情况:
- 开发便携且具有成本效益的电分析设备对于临床诊断至关重要.
- 现有的方法往往需要复杂的制造或昂贵的材料.
- 基于纸质的电极为低成本的传感应用提供了一个有希望的平台.
研究的目的:
- 报告一种简单且具有成本效益的方法来制造便携式电分析装置.
- 为了优化石墨/聚乙烯 (PVC) 油墨用于纸质电极 (PGEs) 的成分.
- 为了证明该设备在合成尿液中检测3-nitro-L-tyrosine (3-NLT) 的实用性.
主要方法:
- 用于一次性使用的PGEs的制造方法是将石墨/PVC导电墨水涂抹在 kraft纸上.
- 为机械稳定性和电化学性能优化石墨/PVC重量比例 (wt%).
- 使用循环电压测量 (CV) 和[Fe(CN) 6]3-/4-氧化还原探头,扫描电子显微镜 (SEM) 和能量分散光谱 (EDS) 的表征.
- 在合成尿样中检测3-NLT的应用.
主要成果:
- 最佳的PGE成分被确定为80:20重量%的石墨/PVC (PGE8020),平衡导电性和粘附性.
- 增加的石墨含量改善了电荷转移动力学,由减少的峰值电位分离和CV分析中增加的电流表明.
- SEM和EDS证实了导电墨水在80%重量级的石墨中更加均和粗的沉积.
- 该装置在合成尿中实现了3-NLT的2.85μmol L-1的检测极限,在合成尿中恢复率高 (97-109%).
结论:
- 成功开发了一种简单,可复制和具有成本效益的便携式电分析设备.
- 优化的石墨/PVC纸基电极表现出优异的电化学性能.
- 该设备显示出高可靠性和适用性,用于在复杂的矩阵中如合成尿液中定量检测3-NLT.
