Flow-through optoelectronic detectors for phosphate ions determination and their analytical applications

Abstract

Oznaczanie jonów fosforanowych przeprowadzane jest rutynowo w wielu laboratoriach, a wyniki tych oznaczeń odgrywają istotną rolę w diagnostyce medycznej, analityce środowiska oraz analizie żywności. W rozprawie doktorskiej opisane zostały opracowane w trakcie badań detektory optoelektroniczne typu PEDD (ang. Paired Emitter Detector Diode) dedykowane do fotometrycznego oraz fluorymetrycznego oznaczania jonów fosforanowych. Detektory te zostały zaadaptowane do pracy w warunkach analizy przepływowej. Połączenie systemów przepływowych z detektorami optoelektronicznymi zapewnia nie tylko większą przepustowość, ale również znacząco zmniejsza wielkość układów pomiarowych, jednocześnie zwiększając ich mobilność. Dodatkowo w pracy przedstawiony został mikrofluidyczny system przygotowany w matrycy papierowej połączony z detektorem optoelektronicznym do oznaczania m.in. jonów fosforanowych. Nowatorskie podejście bazujące na koncepcji Lab-on-Paper pozwala znacząco zmniejszyć koszt analiz, zużycie reagentów, jak również ilość produkowanych odpadów. Wszystkie miniaturowe detektory optoelektroniczne przedstawione w tej pracy w połączeniu z różnymi systemami przepływowymi zostały zastosowane do analizy wielu próbek rzeczywistych: napojów typu cola, soków, płynu podializacyjnego, surowicy krwi, a także ekstraktów glebowych.Phosphate ions determination is routinely performed in many laboratories, and the results of these determinations play an important role in medical diagnostics, environmental analysis and food analysis. The dissertation describes, developed in the course of the research, PEDD (Paired-Emitter-Detector-Diode)-based optoelectronic detectors dedicated to photometric and fluorometric determination of phosphate ions. These detectors have been adapted for operation under flow analysis conditions. The combination of flow systems with optoelectronic detectors provides not only higher throughput, but also significantly reduces the size of measurement systems and this way increases their mobility. In addition, the work presents a microfluidic system prepared in a paper matrix combined with an optoelectronic detector for determination, among others, phosphate ions. An innovative approach based on the Lab-on-Paper concept allows to significantly reduce the cost of analyses, consumption of reagents as well as the amount of waste. All miniature optoelectronic detectors reported in this work combined with various flow systems were used for the analysis of many real samples: cola-type drinks, juices, postdialysis fluid, blood serum as well as soil extracts