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简单经济的3D打印的微型电化学平台

  巴西研究人员最近发表了论文《设计新颖、简单且便宜的基于3D打印的微型电化学平台,包含用于分析应用的嵌入式一次性检测器》,在本文介绍了一种新型,简单且廉价的电化学装置的开发,该装置包含一个集成的一次性三电极检测系统。


  尽管当今有许多不同的方法可用于小型设备的检测,但电化学方法吸引用户的优势有以下几点:

  ● 灵敏度

  ● 简单

  ● 易于操作

  ● 仪器小型化的潜力

  ● 低环境影响

● 最低功率要求

       

         

  电化学平台的制造步骤:(A)用于PDMS设备原型的3D打印模具的CAD设计。内部浮雕结构为长20 mm×宽600μm×高1 mm; (B)使用3D打印机模具获得的PDMS装置;(C)具有集成工作电极,伪参比电极和对电极的PDMS微型电池; (D)用胶带定界的电极的几何面积,以及(E)电化学平台

 

   这些技术也适用于其他应用,例如电化学传感器:研究人员说:“这些方面使电化学技术负担得起,非常有吸引力,并且是分析科学的强大工具。”


     在这里,选择铅笔状石墨是因为它是碳的良好替代品,易于获取,负担得起且有效。对于该项目,研究人员展示了一个平台,该平台具有“通过FDM 3D打印机制造的完全集成的电化学检测器”。

             

▲ 以不同放大倍数获得的铅笔状石墨铅表面的SEM图像


  为了进行概念验证,通过同时测定多巴胺(DOPA)和对乙酰氨基酚(AC)来研究该平台的分析可行性。这使研究人员可以在评估参数时评估设备的功能。发现尿液样品的结果“非常令人满意”,该设备通过包含微通道的结构运行,并在其中插入了笔形石墨引线,从而形成了工作电极。


  通过这种方式,结果证明了拟议设备的良好分析效率,精度和稳定性,甚至可以使用简单廉价的材料将其用于常规分析程序和确定真实样品中的电活性物质。此外,在基于PDMS的结构的制造中,此处使用的基于3D打印机的制造协议可能是最广泛使用的软光刻的有趣替代方案。


  值得一提的是,设备的配置易于调整,并且可以在不使用复杂仪器和昂贵设施(例如无尘室)的情况下在内部制造模具。此外,此处介绍的设备可能在其他分析系统(例如流量和微流体设备)中用作检测器。它为应用此处描述的方法打开了广阔的前景。


  3D打印和小型化如今经常相互并存,尤其是当世界各地的研究人员寻求更大的机会,使用各种硬件,软件和材料在多种不同应用中进行创新并突破通用性的极限时。随着“ 芯片实验室”的概念越来越受到科学家和工业用户的欢迎,诸如微流体技术和微混合器之类的其他车辆以及许多其他新方法和新材料也被广泛使用。



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