Оптод
 | Эта статья нуждается в дополнительных цитатах для проверки . ( март 2013 г. ) |
Оптод устройство, которое оптически измеряет определенное вещество , или оптрод — это оптическое сенсорное обычно с помощью химического преобразователя . [1]
Строительство
[ редактировать ]Для работы оптода требуются три компонента: химическое вещество, которое реагирует на аналит , полимер для иммобилизации химического преобразователя и приборов ( оптическое волокно , источник света , детектор и другая электроника). Оптоды обычно имеют полимерную матрицу, нанесенную на кончик оптического волокна, но в случае оптодов с затухающей волной полимер наносится на участок волокна, который не имеет оболочки. [ нужна ссылка ]
Операция
[ редактировать ]Оптоды могут применять различные схемы оптических измерений, такие как отражение , поглощение , затухающая волна, люминесценция ( флуоресценция и фосфоресценция ), хемилюминесценция , поверхностный плазмонный резонанс . На сегодняшний день наиболее популярным методом является люминесценция.
Люминесценция в растворе подчиняется линейной зависимости Штерна–Фольмера . Флуоресценция молекулы гасится специфическими аналитами, например, комплексы рутения гасятся кислородом. Когда флуорофор иммобилизуется внутри полимерной матрицы, создается множество микроокружений. Микроокружение отражает различные коэффициенты диффузии аналита. Это приводит к нелинейной зависимости между флуоресценцией и тушителем (аналитом). Эти отношения моделируются различными способами, наиболее популярной моделью является модель двух сайтов, созданная Джеймсом Демасом (Университет Вирджинии).
Отношение сигнала (флуоресценции) к кислороду нелинейно, и оптод наиболее чувствителен при низкой концентрации кислорода, т. е. чувствительность снижается с увеличением концентрации кислорода. Однако оптодные датчики могут работать во всем диапазоне насыщения кислородом воды от 0 до 100%, и калибровка выполняется так же, как и для датчика типа Кларка . Кислород не потребляется, и, следовательно, датчик нечувствителен к перемешиванию, но сигнал стабилизируется быстрее, если датчик перемешивается после помещения в образец.
Популярность
[ редактировать ]Популярность оптических датчиков растет из-за их низкой стоимости, низкого энергопотребления и долгосрочной стабильности. Они представляют собой жизнеспособную альтернативу электродным датчикам или более сложным аналитическим приборам, особенно в области мониторинга окружающей среды. [2] хотя в случае кислородных оптродов они не имеют такого разрешения, как новейшие катодные микросенсоры . [3]
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Джу, Уильям (1 ноября 2023 г.). Нейронаука . Торонто: Университет Торонто. 3.2 Молекулярный набор инструментов — Нейронные цепи: основы.
- ^ Тенгберг А, Ховденес Дж, Андерссон Х, Брокандел О, Диас Р, Хеберт Д, Арнерих Т, Хубер С, Корцингер А, Хрипунов Алексис, Рей Ф, Роннинг С, Шимански Дж, Саммер С, Стангельмайер А (2006). Оценка оптода на основе срока службы для измерения кислорода в водных системах. Лимнология и методы океанографии, 4, 7-17. Версия в открытом доступе: http://archimer.ifremer.fr/doc/00000/1413/
- ^ Ревсбех Н.П., Тамдруп Б., Далсгаард Т., Кэнфилд DE (2011). Конструкция датчиков кислорода STOX и их применение для определения концентрации O2 в зонах минимума кислорода. Методы Энзимола, 486:325-41.