Analytische Chemie
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Singlet oxygen generation potential of two novel free-base-porphyrin photocatalysts was investigated. The freebase-porphyrin-sensitized Fe3O4 magnetic nanoparticles (MNPs) were tested for the degradation of the model pollutant Bisphenol A (BPA) in aqueous solution, for the first time. MNPs with either cubic or spherical shape were synthesized using the sonochemical approach, followed by sensitizing with photoactive 4,4′,4′′,4′′′- (Porphine-5,10,15,20-tetrayl)tetrakis(benzoic acid) (TCPP). The resulted photocatalysts were characterized in detail by scanning and transmission electron microscopy, Brunauer–Emmett–Teller analysis, spectral techniques and vibrating sample magnetometry. The electron spin resonance experiments have confirmed the high activity of the photocatalysts through the efficient formation of singlet oxygen in solution. The optimum operational parameters for BPA degradation were established as follows: 1.0 μmol L−1 BPA, 1.0 g L−1 of photocatalyst, 100 μmol L−1 H2O2, under UVA irradiation. In these conditions, the results for both photocatalysts revealed that after only 10 min of reaction, over 64% and ca. 90% of BPA have been removed from solution in the absence and presence of H2O2, respectively. Whereas after 60 minutes of treatment, only 24% of BPA in real wastewater effluent samples were removed under UVA irradiation in the absence of H2O2, showing the high complexity of real wastewater. Moreover, both photocatalysts were successfully used for BPA removal in three consecutive runs, without significant loss of catalytic features.
Der Bedarf nach schnellen und kostengünstigen Analysemethoden in der (Trink-)Wasseranalytik steigt mit dem zunehmenden Eintrag pharmazeutisch aktiver Substanzen in die Umwelt.
Insbesondere die Kontamination mit Antibiotika erscheint neben ökotoxikologischen Effekten vor allem in Hinblick auf die Evolution resistenter Keime im Wasser besorgniserregend.
Wir berichten hier über die Entwicklung eines magnetpartikelbasierten Immunoassays (MBBA) zur Detektion des Breitbandantibiotikums Amoxicillin (AMX) in Wasserproben, der im Vergleich zum entsprechenden Enzyme-linked Immunosorbent Assay (ELISA) eine wesentlich kürzere Analysendauer sowie einen breiteren Messbereich mit niedrigerer Nachweisgrenze aufweist. Das angewendete Assayprinzip ist dabei leicht auf weitere Analyten übertragbar und ermöglicht die Implementierung in einen Immunosensor.
Die zunehmende Kontamination von (Trink)-Wasser mit pharmazeutischen Rückständen stellt ein potenzielles Gesundheitsrisiko dar und verlangt nach schnellen und zuverlässigen Analysemethoden. Hierbei können antikörper-basierte Methoden helfen, da sie schnelle und kostengünstige Vor-Ort-Messungen sowie Onlineanalysen ermöglichen.
Der Übergang von konventionellen plattenbasierten Formaten, wie ELISA (Enzyme-linked Immunosorbent Assay), zu einem Immunosensor für Online-Messungen wird durch den Einsatz magnetischer Mikropartikel als mobile Messplattform ermöglicht.
Die Partikel werden dazu entweder mit dem Antikörper oder dem Analyten gekoppelt. Diese beiden Strategien werden am Beispiel zweier relevanter Kontaminanten des Wassers gezeigt: Diclofenac (DCF) & Amoxicillin (AMX), und sind leicht auf andere Analyten übertragbar. Die magnetpartikelbasierten Assays (MBBAs) weisen niedrigere Nachweisgrenzen, breitere Messbereiche sowie kürzere Analysezeiten als die entsprechenden ELISAs auf und können in einen Immunosensor mit elektrochemischer Detektion auf einem mikrofluidischen Chip integriert werden.
Magnetpartikelbasierte Immunoassays für die Bestimmung von Amoxicillin und Diclofenac im Trinkwasser
(2021)
Wir berichten hier über die Entwicklung von magnetpartikelbasierten Immunoassays für die Bestimmung zweier relevanter Kontaminanten des Trinkwassers: Diclofenac (DCF) und Amoxicillin (AMX). Für die beiden Analyten wurden die Assays nach unterschiedlichen Prinzipien entwickelt, die sich auch auf weitere Analyten übertragen lassen. Im Vergleich zum herkömmlichen ELISA weisen die hier entwickelten magnetpartikelbasierten Assays einen größeren Messbereich mit niedrigeren Bestimmungsgrenzen bei gleichzeitig deutlich reduzierter Analysendauer auf. Darüber hinaus können die Immunoassays in ein automatisierbares Onlinesystem zur Analyse in der Trinkwasserversorgung implementiert werden. Strategien hierfür werden erläutert.