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Organisationseinheit der BAM
Fluorescent sensory MIP (molecularly imprinted polymer) particles were combined with a droplet-based 3D microfluidic system for the selective determination of a prototype small-molecule analyte of environmental concern, 2,4-dichlorophenoxyacetic acid or 2,4-D, at nanomolar concentration directly in water samples. A tailor-made fluorescent indicator cross-linker was thus designed that translates the binding event directly into an enhanced fluorescence signal. The phenoxazinone-type cross-linker was co-polymerized into a thin MIP layer grafted from the surface of silica microparticles following a RAFT (reversible addition-fragmentation chain transfer) polymerization protocol. While the indicator cross-linker outperformed its corresponding monomer twin, establishment of a phase-transfer protocol was essential to guarantee that the hydrogen bond-mediated signalling mechanism between the urea binding site on the indicator cross-linker and the carboxylate group of the analyte was still operative upon real sample analysis. The latter was achieved by integration of the fluorescent core-shell MIP sensor particles into a modular microfluidic platform that allows for an in-line phasetransfer assay, extracting the analyte from aqueous sample droplets into the organic phase that contains the sensor particles. Real-time fluorescence determination of 2,4-D down to 20 nM was realized with the system and applied for the analysis of various surface water samples collected from different parts of the world.
2,4-D ist ein in der Landwirtschaft weitverbreitetes Pflanzenschutzmittel, das Grundwasser kontaminiert, sich innerhalb der Nahrungskette anreichert und Umwelt- und Gesundheitsprobleme verursachen kann. Hier stellen die Autoren ein mikrofluidisches Nachweissystem für die Echtzeitdetektion von 2,4-D in Grund- oder Oberflächenwasser vor. Es basiert auf der Kombination 2,4-D-selektiver, fluoreszierender, molekular geprägter Polymer-(MIP-)Mikropartikel mit einem 3D-mikrofluidischen Extraktions- und Detektionssystem. Messungen vor Ort sollen damit künftig möglich sein.
Mit Tröpfchen Spielen
(2018)
Mikrofluidische Systeme sind leistungsstarke analytische Tools mit attraktiven Eigenschaften wie miniaturisierter Größe, geringem Reagenzien und Probenverbrauch, schneller Ansprech- und kurzer Messzeit. Der Bedarf solcher leistungsstarken, miniaturisierten und direkt vor Ort anwendbaren Sensorsysteme steigt kontinuierlich, hauptsächlich durch das Bedürfnis der Gesellschaft, schneller, besser und umfassender über kritische Faktoren im Lebens- und Arbeitsumfeld sowie der Umwelt informiert zu sein.
Playing with Droplets
(2018)
Microfluidic devices are powerful analytical tools with appealing features such as miniaturized size, low reagent and sample consumption, rapid response and short measurement times. As society wants to be ever better, earlier and more comprehensively informed about critical factors in life, work, and the environment, the demand for powerful measurement devices for use outside of the laboratory constantly increases.