Summary
כאן, אנו מציגים פרוטוקול לגילוי מהילה של דיזל עם נפט באמצעות לבדוק רצועות מצופה עם מכשיר בדיקה צמיגות פלורסנט יחד עם מערכת ניתוח מבוסס סמארטפון.
Abstract
שלושה הרוטורים מולקולרית פלורסנט של 4-דלמטלמינו-4-nitrostilbene (4-DNS) נחקרו לשימוש פוטנציאלי שלהם כפי צמיגות רגשים כדי לציין את התוכן של נפט במיזוגים סולר/נפט, פעילות רחב התפשט דלק adulterate. בממיסים עם צמיגות נמוכה, הצבעים לבטל במהירות באמצעות מצב העברה כביכול תשלום התפלגות מעוות, ביעילות להרוות את קרינה פלואורסצנטית. מדידות של תערובות סולר/נפט התגלה מתאם ליניארי טוב בין הירידה פלורסצנטיות העלייה של השבר של הנפט צמיגה פחות במיזוגים סולר/נפט. קיבעון של הידרוקסי נגזרות 4-DNS-הו בעיתון תאית הניב לבדוק רצועות זה לשמר את ההתנהגות של מחוון פלורסנט. שילוב של הרצועות עם קורא בהתבסס על smartphone והתירו יישום השליטה ליצירת בדיקה פשוטה. השיטה אמינה לזהות הנוכחות של נפט בדיזל 7 ל- 100%, outperforming נוכח בשיטות הרגילות עבור דיזל מהילה.
Introduction
מהילה דלק היא בעיה רצינית בחלקים רבים של העולם, פשוט בגלל הרלוונטיות העצום של דלק כמקור אנרגיה. ריצה מנועי דלק מהול מפחית את הביצועים שלהם, מוביל לכישלון מנוע קודמות, כרוך זיהום סביבתי1. גדל אזx פליטת להתרחש אם דיזל הוא מהול עם נפט בדרך כלל מכילה כמות גבוהה יותר של גופרית2,3. למרות הבעיה קיימת כבר עשרות שנים, ניהול בר קיימא דלק חושפת פעילות פלילית שלה בנקודת המוצא הוא עדיין נדיר, כי בדיקות פשוטה ואמינה עבור דלק מהילה בעיקר חסרים4. למרות התקדמות משמעותית בניתוח מבוסס המעבדה שמן מינרלי בעשורים שחלפו5,6,7, גישות מדידות באתר עדיין נדירים. שיטות שונות לשימוש מחוץ למעבדה יש לאחרונה ויוחאי, באמצעות סיבים אופטיים8, שדה – אפקט טרנזיסטורים9 או חומרים mechano-כרום10. למרות שהם להתגבר על חלק החסרונות של שיטות קונבנציונליות, חזקים, שיטות ידידותיות למשתמש ונייד עדיין חסרים במידה רבה. הגששים פלורסנט צמיגות בהתבסס על הרוטורים מולקולרי הן מעניין חלופי11,12, כי שמנים מינרליים המורכב מעובדים מגוון גדול של פחמימנים שונים אורך שרשרת, לאחר תקופת היובש, להיות לעיתים קרובות לידי ביטוי הקיימים. בגלל דלקים תערובות מורכבים ללא הפניה ספציפית תרכובות לפעול כמו המשדרים, מידת השינוי של מאפיין מאקרוסקופית כמו צמיגות או קוטביות נראה מאוד מבטיח. האחרון ניתן לטפל על ידי פלורסנט הרוטורים מולקולרית עבורו התשואות הקוונטית של קרינה פלואורסצנטית תלויים צמיגות סביבתיים. לאחר photoexcitation, הביטול כרוך בדרך כלל מצב העברה (TICT) תשלום התפלגות מעוות, האוכלוסייה אשר נקבע על פי צמיגות microenvironment שמסביב שלה13. ממיסים בעלי צמיגות גבוהה לעכב הרוטורים מולקולרית לאמץ מדינה TICT, פרוגרמה פליטה בהיר. בממיסים נמוך נטול צמיגות, הרוטור יותר גישה המדינה TICT, האצת ללא קרינה רדיואקטיבית, ובכך מתרצה זריחה. התוספת של נפט, עם צמיגות של 1.64 מ מ2∙s–1 -27 ° C, כדי דיזל, עם צמיגויות בהתאמה של 1.3-2.4, 1.9-4.1, 2.0-4.5 או 5.5-24.0 מ מ2∙s –1 ב 40 מעלות צלזיוס לכיתות ד' 1, 2D, EN 950 4D14,15,16, מפחית את צמיגות קנטית של התערובת, שעשוי להיות מוביל שכבתה פרופורציונלי של זריחה של בדיקה מולקולרית הרוטור. משפחתו של 4-דלמטלמינו-4-nitrostilbenes (4-DNS) נראה המבטיחים ביותר אלינו בגלל שלהם וריאציה פלורסצנטיות חזקה על מגוון צמיגות קנטית 0.74-70.6 מ מ-2-∙s –-1. טווח זה תואם הערכים הידועים של נפט, סולר.
לכן חרשנו את היכולת של 4DNS, 2-[אתיל [4-[2-(4-nitrophenyl) ethenyl] phenyl] אמינו] אתנול (4DNSOH) ו- (E) חומצה-4-(2-(ethyl(4-(4-nitrostyryl)phenyl)amino)ethoxy)-4-oxobutanoic (4DNSCOOH) כדי לציין את צמיגות תערובות דיזל-נפט באמצעות קרינה פלואורסצנטית שלהם, בהתאם התפלגות הסיבוב סוף סוף מניב בדיקה מהירה מהילה דיזל עם נפט. המבחן חד פעמיות הוא קל לשימוש, מדויק, אמין, חסכוני ממדית קטן. ספיחה של הגששים על גבי נייר הסינון כמו תמיכה מלאה נחקר, הניתוח הושלמה עם קורא פלורסצנטיות המוטבע מבוסס סמארטפון. היום, טלפונים חכמים ubiquitously הזמינים הינם מצוידים עם מצלמות באיכות גבוהה, עיבוד זיהוי אופטי שינויים כגון צבע, זריחה ישיר ולאחר לסלול את הדרך עבור ניתוחים באתר רב-עוצמה. נדגים כאן כי המדד של הפליטה של הספוחה על רצועות נייר עם טלפון חכם של פלורסנט רגשים יכול לשמש עבור זיהוי הונאות על בעירה דלקים באופן אמין17.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
1. צבעי פלורסנט (איור 1A)
- לרכוש 4 זמינים מסחרית-DNS ו 4-DNS-הו.
הערה: 4-DNS-COOH אינו זמין מסחרית ולא מוכן מ 4-DNS-או כפי שמתואר להלן. - מקום 50 מ"ג (0.16 mmol) 2-[אתיל [4-[2-(4-nitrophenyl) ethenyl] phenyl] אמינו] אתנול, 2 מ ג (0.016 mmol) 4-dimethylaminopyridine ו- 19.2 מ"ג (0.192 mmol) של סוקסינית אנהידריד ב 10 מ"ל עגולה בתחתית הבקבוק.
- להמיס את ריאגנטים ב 2 מיליליטר דיכלורומתאן יבש תחת ארגון אווירה.
- הוסף µL 11.6 (0.08 mmol) של triethylamine ' שהתערובת להגיב על 20 h.
- לנטר את התגובה על ידי שכבה דקה כרומטוגרפיה עד ההמרה כמותית של חומרי המוצא (Rf = 0.61) לתוך המוצר (Rf = 0.27) מסומן (הקסאן/EtOAc, 4/6, וי/v)
- להוסיף 2 מיליליטר מים לתערובת לפני acidification את ה-pH 2 עם חומצה אצטית (כ- 10 µL).
- לחלץ את התערובת על-ידי ביצוע שתי עקירות נוזל-נוזל רצופים, עם 10 מ"ל של דיכלורומתאן בכל פעם.
- לשטוף פעם את שלבי אורגני שהתנהגות עם 10 מ"ל של NaCl רוויים (> 359 g L– 1).
- יבש את שלבי אורגני על-ידי הוספת נה2אז אבקת4 עד כמה בסדר אבקת סוכן ייבוש נשאר גלוי.
- לטהר המוצר גולמי על ידי סיליקה פלאש כרומטוגרפיה עמודה עם נפט אתר: ethylacetate 1:9 כמו eluent.
הערה: התשואה מושגת היו 49 מ ג (74%) של המוצר הרצוי. - לבצע 1H NMR ניתוח של המוצר מטוהרים דימתיל סולפוקסיד-d6 כדי לאמת את המבנה (אלפא 8.17 (d, J = 8.8 הרץ, 2 H), 7.75 (d, J = 8.8 הרץ, 2 H), 7.49 (d, J = 8.8 הרץ, 2 H), 7.41 (d, J = 16.3 הרץ, 1 H), 7.10 (d, J = הרץ 16.3 1 H), 6.75 (d, J = הרץ 8.9, 2 H), 4.18 (t, J = הרץ 6.0, 2 H), 3.58 (t, J = הרץ 6.0, 2 H), 3.43 (q, J = 7.0 הרץ, 2 H), 2.50-2.45 (ז, ח 4), 1.10 (t, J = 7.0 הרץ, 3 H) ppm).
- לבצע 13C NMR ניתוח של המוצר מטוהרים דימתיל סולפוקסיד-d6 כדי לאמת את המבנה (אלפא 173.36, 172.20, 147.99, 145.23, 145.13, 133.89, 128.76, 126.30, 124.03, 123.67, 120.95, 111.58, 61.52, 48.05, 44.57, 28.73, 28.63, דפים לדקה 12.00).
- לבצע ספקטרומטר מסה ברזולוציה גבוהה עם אלקטרו חיובי יינון ספריי של המוצר מטוהרים, התואם הערך המחושב (C22H25N2O6 [M + H]+: 413.1707) מ/z יחס של 413.1713.
2. סינתזה של הפניה לצבוע
הערה: ההליך סינתטי של 8-(phenyl)-1,3,5,7-tetramethyl-2,6-diethyl-4,4-difluoro-4 בורה-3a, אומצה 4a-diaza-s-indacene מפני שבאנגליה ואח. 18.
- לטהר את המוצר גולמי על ידי טור כרומטוגרפיה-סיליקה עם טולואן כמו eluent.
הערה: התשואה מושגת היו מ"ג 441 (29%) של גבישים אדמדם בהיר. - לבצע 1H NMR ניתוח של המוצר טהור במהירות 600 מגה-הרץ ב- d-דימתיל סולפוקסיד6 כדי לאמת את המבנה (אלפא 0.98 (t, 6 H, J = הרץ 7.6), 1.27 (s, 6-אייץ '), 2.29 (q, 4h, J = הרץ 7.6), 2.53 (s, 6-אייץ '), 7.27-7.29 (ז, 2 H), עמודים לדקה 7.46-7.48 (ז, ח 3)).
- לבצע ספקטרומטר מסה ברזולוציה גבוהה עם אלקטרו חיובי יינון ספריי של המוצר מטוהרים, התואם הערך המחושב (ג23H28BF2N2 [M + H]+: 381.2314) מ/z יחס של 381.2267.
3. מבחן רצועת פבריקציה נוספת, שיטה 1.
- להכין 1 מ מ פתרונות של התייחסות צבע, צבעי 4-DNS, 4-DNS-OH 4-DNS-COOH, טולואן.
- חותכים רצועות תאית של 30 × 5 מ מ נייר סינון.
- במקום כ 50 של הרצועות אלה (611 מ ג) בקבוקון sealable מ ל יחד עם 4.5 מ של הפתרון הרצוי לצבוע מהשלב 3.1.
- לנער את הרצועות בתוך המבחנה עם מסובב אנכי כעשרים דקות במהירות של 30 סל ד.
- יוצקים את הפתרון טולואן מתוך המיכל, למלא מיד עם 4 מיליליטר ציקלוהקסאן וסובב עבור 1 דקות ב- rpm 30 לשטוף את עודף צבע.
- חזור על פעולת הכביסה מ 3.5 שלב שלוש פעמים.
- יבש את הרצועות במבחן שהושג על נייר סינון 10 דקות באוויר בטמפרטורת החדר.
4. מבחן רצועת פבריקציה נוספת, שיטה 2.
- Amination של הנייר רצועות.
- חותכים רצועות תאית של 30 × 5 מ מ נייר סינון.
- ברדס fume, מקום כ 20 של הרצועות אלה (308 מ ג) בקבוקון המכיל 40 מ של טולואן.
- להוסיף µL 960 של 3-aminopropyltriethoxysilane (APTES) הבקבוקון ומערבבים את התערובת במשך 24 שעות ביממה-80 מעלות צלזיוס.
- הסר את הרצועות של הבקבוק, לשטוף ביסודיות עם 50 מ של אתנול.
- יבש את הרצועות עבור 2 h ב- 50 מעלות צלזיוס.
- הארכת לצבוע.
- ברדס fume, להמיס 5 מ"ג של 4-DNS-COOH (13 µmol) 10 מ"ל של דיכלורומתאן יבש תחת ארגון אווירה בבקבוקון 25 מ.
- להוסיף NN'- dicyclohexylcarbodiimide (DCC, 3.3 מ ג, 16 µmol) ולאפשר את חומצה קרבוקסילית תופעל למשך 15 דקות.
- להוסיף triethylamine (2.2 µL, 16 µmol) ו- 18 רצועות נייר aminated (278 מ ג).
- מערבבים את התערובת כבר שעתיים נוספות.
- הסר את הרצועות של הפתרון, לשטוף עם 25 מ של דיכלורומתאן, 25 מ של אתנול.
5. הדגימה טיפול קדם.
- טיפול מעבדה
- מקום 10 מ"ל של דיזל/הנפט טריים להתמזג בקבוקון 25 מ.
- להשעות 10% wt של פחם פעיל בתערובת.
- מערבבים את המבחנה 1 h, צנטריפוגה (400 x גרם, 10 דקות), מסנן כדי להסיר את הפחם.
- טיפול באתר
- רכישה מעגלית הופעל פחמן טעון המסננים של 47 מ מ קוטר.
- מקום 4 של מסנני בעל מסנן בשורה של פלדת אל-חלד 47 מ מ.
- ריקון 5 מ של תערובת טריים סולר/נפט באמצעות המסננים עם מזרק רגיל 10 מ; כ 2 מ"ל של פתרון ללא פחמימן ארומטי polycyclic הושג.
6. החכם קורא יישום
הערה: מבוסס אנדרואיד החכם עם חזית ממורכז המצלמה שימש הליבה של מערכת המדידה החכם. כל הצורך רכיבים אופטיים, אביזר מודפס 3D היו בהזמנה מיוחדת עבור התקן זה. עם זאת, ניתן להשתמש בכל smartphone אחרים עם מצלמת CMOS (משלימים מתכת מוליך למחצה). 19 , 20
- רכישה של אפוקסי סטנדרטי 5 מ מ LED-460 nm, 100 Ω הנגד של ה-USB ב- the-go (OTG) כבל עם מתג ON/OFF, יציאת USB מיקרו.
- חותכים כבל ה-USB על ההפך של הצד OTG כדי לבודד את החוט האדום מפעיל +5 וולט (עד 300 מא), את החוט השחור המתאים לקרקע.
- לחתוך את החוט השחור של כבל ה-USB ו הלחמה את resistor 100 Ω בגב המתג. הלחמה האנודה LED + 5V אדום חוט ו הקתודה LED לקרקע שחור תיל.
- לרכוש מפזר, שני מסננים עבור ה-LED ואת המצלמה, בדרך כלל זמן קצר לעבור סינון עבור הערוץ עירור (LED), להקה לעבור סינון עבור אוסף פליטה (מצלמה).
- 3D-הדפסה תיק החכם מתאים החכם ו משתלב חלקים אופטיים שונים המורכב שחור קאמרית (20 x 30 x 40 מ מ)21 כמתואר באיור2.
- 3D-הדפסה בעל רצועת כמתואר באיור 2 כדי להכיל הפניה ואת רצועת הבדיקה.
- ליישם את הערוץ עירור על-ידי הצבת ה-LED, מפזר את, המסנן כדי להאיר את רצועות נייר בזווית של 60°.
- ליישם את הערוץ הקריאה על-ידי הצבת את המסנן מול המצלמה CMOS החכם.
- הוסף מבחן רצועת המחזיק המכיל את הרצועות להתחיל מדידה.
7. דגימת באמצעות הגלאי מבוסס סמארטפון.
הערה: ניתוחים בוצעו על-ידי הפעלת app(lication) של ג ' אווה עבור אנדרואיד לבסוף מוצגות הרמה מהילה על המסך. בלי היישום, תמונות יכול להיות נלקח, מיוצא למחשב וניתח עם תוכנת ניתוח תמונה רגילה.
- בחר את קובץ כיול נאותה, כאן סולר/נפט, מהזיכרון התוכנה על ידי לחיצה על לחצן התפריט בפינה הימנית העליונה של חלון התוכנה.
- לטבול את רצועת הבדיקה בתוך המדגם דיזל במשך כמה שניות על-ידי החזקת רצועת הבדיקה עם פינצטה.
- להסיר עודפי דלק על ידי מלטף פשוטה עם עיתון ייבוש.
- במקום רצועת הבדיקה בתוך בעל רצועת מלבד רצועת הפניה ולהציג המחזיק לתוך התיק החכם.
הערה: תמונה של זריחה של הרצועות ואז מיד מוצג על המסך של הטלפון החכם. - לחץ על לחצן לירות כדי להקליט את עוצמות קרינה פלואורסצנטית מבחן וההתייחסות רצועות.
הערה: מידת מהילה מיד מחושב על ידי אלגוריתם פנימי, המוצג על המסך.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
המבנים של שני צבעי מסחרי 4-DNS ו 4-DNS-הו. את צבען מסונתז 4-DNS-COOH להכיל רכיב הליבה stilbene שהוחלפו עם תורם (-NR2), מקבל (-2) קבוצה בשני קצותיו, האדם המשוכפל המרכזי בונד המהוות הציר שנקרא "שבמרכזו מולקולרי" (איור 1 א'). המבנים שונים בדפוס החלפת קבוצת אמינו עם קבוצות אלקיל קצר עבור 4-DNS, שתי קבוצות מעט יותר כולל של moiety אלכוהול עבור 4-DNS-הו ו מקשר אסתר מסיימת עם פונקציה חומצה קרבוקסילית עבור 4-DNS-COOH (איור 1 א').
למרות שלושה צבעים הראה מאפיינים דומים פלורסצנטיות בתמיסה, ספיחה על תאית (נייר) המושרה התנהגות שונה. כאשר הקוטביות של קבוצת המסוף על מתמיר אמינו (-לי < -הו < - COOH) גדל, משמרת bathochromic, עם שכבתה של הפליטה נצפתה (איור 1B). בתצהיר של דגימות סולר או נפט על רצועות נייר משופרת נוספת על ידי קרינה פלואורסצנטית. האחרון המיוחס זיקה הגוברת של הצבעים סיבי תאית, הפחתת מיקרו-יוצרות ותשואות ולכן הקוונטית קרינה פלואורסצנטית (איור 1 א').
על גידול של נפט בתערובת, ידי קרינה פלואורסצנטית של 4-DNS-או לבדוק הרצועות צומצמה, העביר hypsochromically מ 550 515 nm (איור 1C) מובנה17הפכה הלהקה. שונה מאופן הפעולה בפתרון, עוצמת קרינה פלואורסצנטית 4-DNS-הו בקורלציה באופן ליניארי עם נפט כאשר הספוחה ברצועה, חשיפת מקדם המתאם 0.997 סטיית תקן נמוכה של 2.5% (איור 1C).
ידי קרינה פלואורסצנטית של הרצועות נקבע עם תיק החכם מודפס 3D שילוב בעל רצועת כל הרכיבים הדרושים אופטית כגון LED מופעל ישירות על ידי ליציאת ה-USB החכם, מסננים, של diffusor (איור 2 א, 2 ב).
ההליך assay נשאר פשוט ככל האפשר עם 6 שלבים עיקריים: טבילה, הצבת רצועת למחזיק, מתחיל ה-LED, מיצוב המחזיק בתיק וניתוח של קרינה פלואורסצנטית אות עם יישום ולעבד את הנתונים עם (יישום איור 2C). התוכנה ניתוח בממוצע כל ערכי RGB של הפיקסלים באזורים מרחבית מוגדרת מראש התואם הרצועות, להמיר אותן עוצמות קרינה פלואורסצנטית. הדיוק של 3% נמצאו מצפני דיזל התוכן היה אפילו טוב יותר הדיוק של שיטת רגיל וגם אי הוודאויות שדווחו עבור החיישנים האחרים.
איור 1. מאפיינים כימיקלים, photophysical של צמיגות מולקולרית רגשים 4-DNS, 4-DNS-הו ו 4-DNS-COOH. (א) מבנה כימי. קרינה פלואורסצנטית (B) של צבעים הספוחה על נייר רצועות על עירור UV (365 ננומטר) לפני הוספת דלק ואחרי הוספת כמה דיזל (1 = 4-DNS, 2 = 4-DNS-הו ו- 3 = 4-DNS-COOH). (ג) התפתחות פלורסצנטיות של לבדוק רצועות במילוי הדרגתי דלק מן הנפט כדי דיזל. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.
באיור 2. מוטבע המערכת כדי לנתח את הטוהר של תערובת דיזל. (א) ערכה של המקרה החכם המכיל את כל הדרוש אופטי ואלקטרוני החלקים. פרספקטיבה (B) הצג את המקרה החכם עם בעל רצועת במקום ובלי האלמנטים נוספים (כיסוי מגיע בצד כדי לסגור את התא). (ג) רצף הפעולות: לטבול במדגם, למקם את המחזיק, הפעלת ה-LED, מציין את מיקום ולחץ על לחצן לירות כדי להשיג ישירות את הטוהר דיזל על המסך. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
בדיקה פלורסנט, המבוססת על צבע הרוטור מולקולרית הרגישה צמיגויות בטווח של אלה יימדדו דיזל ומיזוגים שונים שלה עם נפט, נעשה שימוש כדי להשיג פשוטה ויעילה לבדוק רצועות איתור מהילה דלק דיזל. עוצמת פליטת 4-DNS ב 550 nm, בקורלציה תערובות שונות של סולר/נפט עם הפחתה של צמיגות כאשר מגביר הפרופורציה של נפט. בטמפרטורה של 24 ° C, זריחה לא לינארית שכבתה עד 55% נצפתה עד 100% מהילה עם נפט, המאפשר כימות אמין של מהילה עם סטיית תקן נמוכה של 1.70%.
עם זאת, ספיחה פשוטה של 4-DNS על רצועות נייר סינון הוביל • תנאי של לצבוע כאשר הטבלתי דגימות נוזלים, בגלל הידרופובי π-π אינטראקציות בין צבע הידרופובי הממס הידרופובי. למרבה המזל, כניסתה של הידרוקסיל (ב 4-DNS-OH) או הקרבוקסיל (ב 4-DNS-COOH) עקפו את התנהגות מזיקה זו והוביל הסטריים עיגון של אלה נגזרות קוטב בתוך סיבי תאית באמצעות קשרי מימן. כגישה חלופית, משתילים 4-DNS-COOH על מצע functionalized מקשר נחשב גם כדי להימנע • תנאי, ולסנן נייר בעבר aminated עם 3-aminopropyltriethoxysilane (APTES) נבחר המצע כאן. למרבה הצער, החומר הזה היה רק חלש emissive אפילו בנוכחות חומרים צמיגה, כמו 4-DNS-COOH במטריצה נייר. בין נגזרות לצבוע רוטור 3 עם קבוצות פונקציונליות מסוף השונים שנבדקו, רק 4-DNS-הו נמצאה מתאימה עבור הבדיקה הנוכחית. צבע זה בשילוב אינטראקציות עם תאית, כי הם חזקים מספיק כדי להימנע • תנאי עם פגז הממס המאפשר הגישה של המדגם דלק. זה לא היה נזילה מתוך רצועת נייר כאשר הטבלתי דלקים והציג על פליטת קרינה פלואורסצנטית מספיק חזק בטווח גלויים עבור הקלטה עם פלאפון
עם כזה 4-DNS-OH-מצופה לבדוק רצועות, בוצעו גם ניסויים טיטור העסקת דוגמאות אמיתיות. עם זאת, השימוש דלקים raw היה בעייתי עקב נוכחות פוליצקלי ארומטי (הפה), פרוגרמה אות רקע בצורה בלתי נסבלת. שלב סינון פשוטה של תערובות סולר/נפט דרך פחם פעיל ובכך יושם, ביעילות הסרת תרכובות אלה, כמו גם פוטנציאל דלק סמן צבענים, אשר לעתים קרובות נוספות על-ידי יצרני, שמוביל משכנע תוצאות.
למען באתר פשוטה לשימוש, מערכת הזיהוי החכם תוכנן. אנדרואיד מבוססת פלטפורמה נבחרה כפי שהוא מציע תכונות פיתוח גמישה יותר מבחינת היישום פריסה ומחברים (יציאת ברק דורש מתאם נוסף עבור כבל OTG). אופטיקה ואלקטרוניקה כל רכיבי מדף הנפוצה, המקרה החכם יכול להתבצע על ידי מדפסת תלת-ממד רגיל. אף-על-פי האחרונות חכמים באיכות גבוהה עם מערכת ההפעלה החדשה ביותר לאפשר למשתמשים להשיג תמונות RAW של רכישת המצלמה, הרוב המכריע של מכשירים ניידים כיום בשוק או בשימוש הינם מצוידים עם מבוססת חומרה אוטומטי-חשיפה אלגוריתם פיצויים ישירות בתוך השבב CMOS. תכונה זו, שימושי עבור הצרכן משתמש, היא בעיה חשוב כאשר החכם chemometric מערכות מודאגים, כפי לאקס הסכום המתקבל על ידי CMOS של המצלמה מכוונן באופן אוטומטי כדי להתאים קריטריונים מסוימים lux. באמצעות ערכים אלה כמו קריאות המדידה האבסולוטית יכול ובכך בקלות להניב פירות מטעה ו- false. מידת רצועה התייחסות לצד זה לקבל רצועה מבחן חיוני ובכך חשבון פיצויים כאלה auto-חשיפה. בעתיד, על חשיבות מבוסס סמארטפון ניתוח הגדלת באופן דרמטי, תכונה זו יכולים באופן משמעותי לפשט את השיטה על ידי לנתח רק את המבחן להתפשט כמו הבינה מבחן מסחרי רצועת הקוראים של היום למצוא בשוק.
החכם של המודפס מערכת החישה מוטבע במקרה היה לעומת שיטה סטנדרטית המבוסס על GC-FID עבור אימות17, חשיפת הסכם מעולה עם תגובות ליניארי ומגבלות נמוכה של זיהוי ל 7% עבור מערכת ניידת. כדי לשפר את מידת הדיוק של השיטה, דיזל טהור ופתרון הפניה נפט טהור ניתן לנתח (של אנלוגיה ל הכיול לשתי נקודות משותפים של כל אלקטרודת pH קונבנציונאלי) כדי לקבל קבצים כיול עבור דלקים, במיוחד כאשר דלקים סולר של ציונים שונים הם נתקל זה יש צמיגויות ספציפי ולהגיב באופן ספציפי על רצועת. קבצים כיול כאלה יכול להיות בקלות נכנס ומאוחסנים האפליקציה. בדיקות כאלה חסכונית, מדויק ומהיר הם פתרון משפטי מעניין עבור זיהוי הונאות על ידי הצרכנים או אנשי רשות לא מאומן.
התפתחויות נוספות של בדיקות עבור דלקים בהתבסס על לבדוק רצועות, החכם read-out כרגע מתמשך, ראוי לציין עבור מהילה של בנזין עם אלכוהול או מוצרי נפט אחרים כמו נפט. באופן טבעי, מערכת הטלפון החכם עבור זריחה read-out ניתן להתאים בקלות למערכות אחרות מחוון פלורסנט.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
המחברים אין לחשוף.
Acknowledgments
המחברים, הייתי רוצה להכיר את בום למימון דרך אזור מיקוד מדעי אנליטית: https://www.bam.de/Navigation/EN/Topics/Analytical-Sciences/Rapid-Oil-Test/rapid-oil-test.html.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| 4-dimethylamino-4-nitrostilbene (CAS Number: 2844-15-7) | Sigma-Aldrich | 39255 | 4-DNS Dye |
| 2-[ethyl[4-[2-(4-nitrophenyl)ethenyl]phenyl]amino]ethanol (CAS Number: 122258-56-4) | Sigma-Aldrich | 518565 | 4-DNS-OH Dye |
| Whatman qualitative filter paper, Grade 1 | Sigma-Aldrich | Z274852 | Test strips support |
| Whatman application specific filter, activated carbon loaded paper, Grade 72 | Sigma-Aldrich | WHA1872047 | Fuel pre-treatment filters |
| Pall reusable in-line filter holders stainless steel, diam. 47 mm | Sigma-Aldrich | Z268453 | Holder pre-treatment filters |
| (3-Aminopropyl)triethoxysilane | Sigma-Aldrich | 919-30-2 | APTES |
| 4-(Dimethylamino)pyridine | Sigma-Aldrich | 1122-58-3 | DMAP |
| Succinic anhydride | Sigma-Aldrich | 108-30-5 | |
| Triethylamine | Sigma-Aldrich | 121-44-8 | Et3N |
| N,N'-dicyclohexylcarbodiimide | Sigma-Aldrich | 538-75-0 | DCC |
| Stuart Tube Rotators | Cole-Parmer | SB3 | Rotator |
| FreeCAD | freecadweb.org | - | Freeware - 3D design |
| Ultimaker Cura | Ultimaker | - | Freeware - 3D printing |
| Android Studio | - | Freeware - App programming | |
| Renkforce SuperSoft OTG-Mirror Micro-USB Cable 0,15 m | Conrad.de | 1359890 - 62 | Smartphone setup electronic part |
| Black Cord Switch 1 x Off / On | Conrad.de | 1371835 - 62 | Smartphone setup electronic part |
| Carbon Film Resistor 100 Ω | Conrad.de | 1417639 - 62 | Smartphone setup electronic part |
| 492 nm blocking edge BrightLine short-pass filter | Semrock | FF01-492/SP-25 | Filter excitation |
| 550/49 nm BrightLine single-band bandpass filter | Semrock | FF01-550/49-25 | Filter emission |
| Ø1/2" Unmounted N-BK7 Ground Glass Diffuser, 220 Grit | Thorlabs | DG05-220 | Diffuser excitation |
| LED 465 nm, 9 cd, 20 mA, ±15°, 5 mm clear epoxy | Roithner | RLS-B465 | LED excitation |
References
- Mattheou, L., Zannikos, F., Schinas, P., Karavalakis, G., Karonis, D., Stournas, S. Impact of Using Adulterated Automotive Diesel on the Exhaust Emissions of a Stationary Diesel Engine. Global NEST Journal. 8 (3), 291-296 (2006).
- Gawande, A. P., Kaware, J. P. Fuel Adulteration Consequences in India : A Review. Scientific Reviews and Chemical Communications. 3 (3), 161-171 (2013).
- Lam, N. L., Smith, K. R., Gauthier, A., Bates, M. N. Kerosene: A Review of Household Uses and their Hazards in Low- and Middle-Income Countries. Journal of Toxicology and Environmental Health, Part B. 15 (6), 396-432 (2012).
- Chandrappa, R., Chandra Kulshrestha, U. Sustainable Air Pollution Management: Theory and Practice. , Springer International Publishing. 305-323 (2016).
- Felix, V. J., Udaykiran, P. A., Ganesan, K. Fuel Adulteration Detection System. Indian Journal of Science and Technology. 8, 90-95 (2015).
- Meira, M., et al. Determination of Adulterants in Diesel by Integration of LED Fluorescence Spectra. Journal of the Brazilian Chemical Society. 26 (7), 1351-1356 (2015).
- Klingbeil, A. E., Jeffries, J. B., Hanson, R. K. Temperature- and composition-dependent mid-infrared absorption spectrum of gas-phase gasoline: Model and measurements. Fuel. 87 (17-18), 3600-3609 (2008).
- Gupta, A., Sharma, R. K. Air Pollution. Villanyi, V. , InTech. (2010).
- Gruber, J., Lippi, R., Li, R. W. C., Benvenho, A. R. V. Analytical Methods for Determining Automotive Fuel Composition. New Trends and Developments in Automotive System Engineering. 13, 13-28 (2011).
- Park, D. H., Hong, J., Park, I. S., Lee, C. W., Kim, J. M. A Colorimetric Hydrocarbon Sensor Employing a Swelling-Induced Mechanochromic Polydiacetylene. Advanced Functional Materials. 24 (33), 5186-5193 (2014).
- Haidekker, M. A., Theodorakis, E. A. Ratiometric mechanosensitive fluorescent dyes: Design and applications. Journal of Materials Chemistry C. 4 (14), 2707-2718 (2016).
- Uzhinov, B. M., Ivanov, V. L., Melnikov, M. Y. Molecular rotors as luminescence sensors of local viscosity and viscous flow in solutions and organized systems. Russian Chemical Reviews. 80 (12), 1179-1190 (2011).
- Grabowski, Z. R., Rotkiewicz, K., Rettig, W. Structural Changes Accompanying Intramolecular Electron Transfer: Focus on Twisted Intramolecular Charge-Transfer States and Structures. Chemical Reviews. 103 (10), 3899-4032 (2003).
- ASTM D975 - 16a, Standard Specification for Diesel Fuel Oils. , ASTM International. (2016).
- Colucci, J. Future Automotive Fuels • Prospects • Performance • Perspective. , Springer US. (1977).
- Lackner, M., Winter, F., Agarwal, A. K. Gaseous and Liquid Fuels. 3, WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. (2010).
- Gotor, R., Tiebe, C., Schlischka, J., Bell, J., Rurack, K. Detection of Adulterated Diesel Using Fluorescent Test Strips and Smartphone Readout. Energy & Fuels. 31 (11), 11594-11600 (2017).
- Coskun, A., Akkaya, E. U. Ion Sensing Coupled to Resonance Energy Transfer: A Highly Selective and Sensitive Ratiometric Fluorescent Chemosensor for Ag(I) by a Modular Approach. Journal of the American Chemical Society. 127 (30), 10464-10465 (2005).
- Chang, B. Y. Smartphone-based Chemistry Instrumentation: Digitization of Colorimetric Measurements. Bulletin of the Korean Chemical Society. 33 (2), 549-552 (2012).
- Roda, A., et al. Smartphone-based biosensors: A critical review and perspectives. TrAC Trends in Analytical Chemistry. 79, 317-325 (2016).
- McCracken, K. E., Yoon, J. -Y. Recent approaches for optical smartphone sensing in resource-limited settings: a brief review. Analytical Methods. 8 (36), 6591-6601 (2016).
