एम्पीरोमेट्री और इलेक्ट्रोकेमिकल सेंसर
एम्पीरोमेट्री एक निश्चित इलेक्ट्रोड क्षमता पर प्रवाहित होने वाली धारा को मापती है ताकि एक इलेक्ट्रोएक्टिव एनालाइट को मापा जा सके, जो कई व्यावहारिक इलेक्ट्रोकेमिकल सेंसर और बायोसेन्सर का आधार बनता है।
Definition
एक इलेक्ट्रोएनालिटिकल तकनीक जिसमें एक स्थिर क्षमता पर रखे गए इलेक्ट्रोड पर धारा को मापा जाता है और एक इलेक्ट्रोएक्टिव प्रजाति की सांद्रता से संबंधित किया जाता है, अक्सर एक रासायनिक रूप से चयनात्मक संवेदन परत के माध्यम से।
Scope
यह विषय एम्पीरोमेट्रिक डिटेक्शन को कवर करता है: एक इलेक्ट्रोड को ऐसी क्षमता पर रखना जहाँ एनालाइट प्रतिक्रिया करता है और परिणामस्वरूप विसरण-नियंत्रित धारा को रिकॉर्ड करना, एंजाइमी पहचान को इलेक्ट्रोकेमिकल ट्रांसडक्शन से जोड़ने वाले बायोसेन्सर का डिज़ाइन, क्लार्क ऑक्सीजन इलेक्ट्रोड, मध्यस्थता और प्रत्यक्ष इलेक्ट्रॉन-स्थानांतरण योजनाएँ, और इन उपकरणों के विश्लेषणात्मक योग्यता के आंकड़े। इसमें नैदानिक, पर्यावरणीय और पॉइंट-ऑफ-केयर सेंसिंग शामिल है।
Core questions
- एक निश्चित क्षमता पर धारा एक एनालाइट की सांद्रता को कैसे दर्शाती है?
- एंजाइम-आधारित बायोसेन्सर एक विशिष्ट रासायनिक पहचान घटना को विद्युत संकेत में कैसे परिवर्तित करते हैं?
- एम्पीरोमेट्रिक सेंसिंग में मध्यस्थों और इलेक्ट्रोड संशोधन की क्या भूमिकाएँ हैं?
- एक एम्पीरोमेट्रिक सेंसर की संवेदनशीलता, चयनात्मकता और प्रतिक्रिया समय क्या निर्धारित करता है?
Key theories
- विसरण-सीमित एम्पीरोमेट्रिक धारा
- एनालाइट की रेडॉक्स तरंग से परे एक क्षमता पर, स्थिर धारा इलेक्ट्रोड तक एनालाइट के विसरण की दर से नियंत्रित होती है और थोक सांद्रता के समानुपाती होती है, जिससे एक रैखिक विश्लेषणात्मक संकेत मिलता है।
- एंजाइम-इलेक्ट्रोड ट्रांसडक्शन
- एक चयनात्मक एंजाइम लक्ष्य एनालाइट के अनुपात में एक इलेक्ट्रोएक्टिव प्रजाति उत्पन्न या उपभोग करता है; उस प्रजाति का एम्पीरोमेट्रिक रूप से पता लगाना, अक्सर एक रेडॉक्स मध्यस्थ के माध्यम से, एक चयनात्मक और मात्रात्मक सेंसर देता है, जैसा कि ग्लूकोज बायोसेन्सर में होता है।
Clinical relevance
एम्पीरोमेट्रिक बायोसेन्सर पॉइंट-ऑफ-केयर डायग्नोस्टिक्स पर हावी हैं, जिसमें मधुमेह के लिए रक्त-ग्लूकोज निगरानी सबसे प्रमुख है, और लैक्टेट, ऑक्सीजन और अन्य नैदानिक एनालाइट्स के साथ-साथ पर्यावरणीय प्रदूषक का पता लगाने तक विस्तारित हैं, जिन्हें तीव्र, कम लागत वाले, लघुकरण योग्य माप के लिए महत्व दिया जाता है।
History
क्लार्क के ऑक्सीजन इलेक्ट्रोड (1956) और क्लार्क-लायंस एंजाइम-इलेक्ट्रोड अवधारणा (1962) ने एम्पीरोमेट्रिक बायोसेन्सिंग की शुरुआत की; यह क्षेत्र मध्यस्थता वाले इलेक्ट्रॉन हस्तांतरण और 1980 के दशक से डिस्पोजेबल ग्लूकोज स्ट्रिप्स की व्यावसायिक सफलता के माध्यम से परिपक्व हुआ।
Key figures
- Leland C. Clark
- Joseph Wang
- Adam Heller
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Seminal works
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Frequently asked questions
- एक ग्लूकोज सेंसर चीनी से विद्युत धारा कैसे उत्पन्न करता है?
- ग्लूकोज ऑक्सीडेज जैसा एक एंजाइम ग्लूकोज के साथ प्रतिक्रिया करता है और, सीधे या एक मध्यस्थ के माध्यम से, इलेक्ट्रोड में इलेक्ट्रॉन स्थानांतरित करता है; परिणामी धारा नमूने में ग्लूकोज सांद्रता के समानुपाती होती है।
- एम्पीरोमेट्री और वोल्टामेट्री में क्या अंतर है?
- वोल्टामेट्री क्षमता को बदलती है और धारा को एक वक्र के रूप में रिकॉर्ड करती है, जबकि एम्पीरोमेट्री क्षमता को स्थिर रखती है और समय के साथ धारा की निगरानी करती है, जिससे यह एक ही एनालाइट की निरंतर मात्रात्मक सेंसिंग के लिए अच्छी तरह से अनुकूल हो जाती है।