Bluetooth-aktiveret enhed registrerer gæringsprocessen over dage

Elektrokemiske reaktioner, der forekommer i processer som ethanolgæring, omfatter omdannelsen af ​​sukker til alkohol og kuldioxid. Lignende processer opstår, når den menneskelige krop nedbryder mad, lægemidler eller andre forbindelser.

Overvågning af disse metaboliske processer hjælper med at teste, at studere og bekæmpe sygdom, men på grund af de små mængder væske, der er involveret, de er svære at studere med normalt udstyr.

Miniaturiseringsenheder med miljøfølende evner giver løfte om bedre test af fermentering og andre biokemiske processer. Evnen til at betjene enhederne trådløst over længere perioder øger deres effektivitet.

I et blad udgivet i denne uge i Gennemgang af videnskabelige instrumenter , en miniaturiseret potentiostat, som styrer spændingen mellem elektroderne, viste sig at være i stand til at kvantificere molekyler ved hjælp af voltammetriske og kronoamperometriske metoder med en nøjagtighed på over 98%. Den trådløse enhed er kompatibel med de fleste 3-elektrode biosensorer og kan overføre sine målinger via Bluetooth i 100 meter.

"En af nyhederne ved potentiostatkredsløbet er at kunne behandle seks sensorkanaler samtidigt uden brug af multipleksere, derved reducere den tid, der bruges på hver eksamen, " sagde forfatter Saad Abdullah. "Denne multikanal potentiostat kan undersøge flere prøver af forskellige koncentrationer samtidigt og overføre data over Bluetooth i realtid."

Potentiostaten blev testet for at bekræfte dens ydeevne under fast modstand og kvantificere de aktuelle detektionsgrænser og støj i systemet, samt dens nøjagtighed og responstid. Eksperimenter viste en strømdetektionsgrænse på 180 nanoampere og en plus eller minus 2 % standardafvigelse i cyklisk voltammetrimåling. De gennemførte også en eksperimentel test, der involverede seks forskellige koncentrationer af glukose ved hjælp af en kronoampometrisk teknik.

I forsøget potentiostaten var udstyret med screentrykte elektroder modificeret med enzymet glucoseoxidase, som binder sig til målproteinet og fungerer som en elektrokemisk kanal mellem proteinet og sensorchippen. Når et kronoamperometrisk signal påføres sensorchippen, der observeres en udgangsstrøm i potentiostaten, der svarer til koncentrationen af ​​glucose i prøven.

Potentiostaten viste sig i stand til at fungere uafhængigt og transmittere data trådløst i 24 timer i en inkubator med nøjagtighed sammenlignelig med kommercielt tilgængelige enheder. Det trådløse system producerede et klart datasignal, 180 gange stærkere end støjen i kredsløbet. Denne online metode har den ekstra fordel i forhold til aktuelt tilgængelige enheder, at data fra seks forskellige biosensorer kan ses samtidigt i realtid på en ekstern skærm.