Úvod
POSED číhá na škodliviny.
Separuje. Zakoncentruje. Změří přímo na elektrodě.
Membránová cela pro elektrochemický monitoring vod v terénu. POSED odděluje cílové látky od matrice vzorku a zakoncentruje je přímo nad elektrodou. Ve spojení s přenosným potenciostatem umožňuje měření bez přenášení extraktu.
Hledáme výrobního a licenčního partnera pro společnou adaptaci a uvedení do praxe.
Projednat spolupráci | Jak POSED funguje
Funkční prototyp ověřený při terénním měření · Český užitný vzor č. 39036
Příprava vzorku, která může s vámi do terénu
Přenosné elektrochemické analyzátory a čipové elektrody už umožňují citlivé měření mimo laboratoř. U reálných vod ale zůstává úkolem oddělit měřenou látku od rušivých složek a zvýšit její koncentraci. POSED doplňuje tento krok přímo do měřicí cely.
- Separace a prekoncentrace v jedné cele: příprava vzorku přímo u elektrody.
- Bez přenosu extraktu: po extrakci následuje měření v téže cele.
- Bez dalšího napájení: v klidovém režimu probíhá extrakce samovolnou difúzí.
- Jednoduchá konstrukce: malé množství materiálu a chemikálií jako základ dostupné analýzy.
Technologie POSED
Od vzorku k měření v jedné cele
Prohlédnout interaktivní model
Pod exkrakční membránou je tenká vrstva vnitřního roztoku přímo na čipové elektrodě typu SPE. Nad membránou se nachází vzorek vody s upraveným pH. Volba membránové kapaliny a pH obou vodných fází určuje, které látky se budou extrahovat.
- POSED odděluje: cílová látka přechází ze vzorku přes kapalinu ukotvenou v pórech membrány. Vhodné extrakční podmínky omezují přenos rušivých složek. To umožňuje využití i pro silně znečištěné vzorky.
- POSED zakoncentrovává: látka se zachytává v malém objemu vnitřního roztoku pod membránou. Doba extrakce řídí dosažený stupeň prekoncentrace.
- POSED změří: připojený potenciostat provede voltametrické měření přímo v cele. Extrakt není nutné odebírat ani přenášet jinam.
Pro cílený monitoring organických látek ve vodách
Současné třífázové uspořádání je vhodné pro vybrané elektroaktivní organické látky. Patří sem například pesticidy a léčiva obsahující aromatické aminy nebo fenolické skupiny. Extrakční a měřicí podmínky se nastavují pro konkrétní analyt a vodnou matrici.
Povrchové vody. Provoz prototypu byl ověřen při měření říční a stojaté vody přímo v terénu.
Průmyslové a odpadní vody. Představují další směr aplikace po vývoji a ověření odpovídající metodiky.
POSED vyvíjíme jako terénní doplněk laboratorních analýz. Cílem je rychlý screening a výběr vzorků k následnému podrobnému rozboru; po validaci konkrétní metody také kvantitativní stanovení. Samotný neznámý voltametrický pík není identifikací škodliviny.
Pro koho je POSED
Od odběru k voltamogramu přibližně za 15 minut
Při zkouškách na Mělnicku jsme vzorky Vltavy, Labe a stojaté vody analyzovali přímo na místě. Cela pracovala ve vsádkovém režimu bez čerpadla. Měření probíhalo na screen-printed bor-dopované diamantové elektrodě (SP-BDDE) s bateriovým potenciostatem ovládaným z telefonu přes Bluetooth.
Po odběru a sestavení cely následovala desetiminutová extrakce a voltametrické měření. Celý postup poskytl výsledek přibližně do 15 minut od příjezdu na místo. Potřebná doba extrakce závisí na analytu a požadovaném stupni prekoncentrace.
Co terénní zkouška ověřila: sestavení, těsnost, stabilitu membrány, elektrické připojení a získání řádných voltamogramů mimo laboratoř. Nedocházelo k úniku vnitřního elektrolytu, protržení membrány ani tvorbě bublin.
Sedm z osmi experimentů bylo pod odhadovanou mezí detekce. Jeden neidentifikovaný signál lze považovat za záchyt případné škodliviny.
Laboratorně doložené analytické parametry
Pro lercanidipin ve vodné matrici jsme v průtokovém uspořádání POSEDu dosáhli následujících parametrů při měření na SP-BDDE:
| Parametr | POSED lercanidipin ve vodě |
|---|---|
| Mez detekce (LOD) | 20 nmol/l |
| Mez stanovitelnosti (LOQ) | 60 nmol/l |
| Lineární kalibrační rozsah | 20–1000 nmol/l |
| Orientační opakovatelnost proudu píku | RSD 8–12 % (n = 3) |
Nabídka spolupráce
Pojďme POSED přenést do praxe
Hledáme výrobce elektrochemických analyzátorů a licenčního partnera pro společnou adaptaci POSEDu pro monitoring vod. Nabízíme funkční laboratorní prototyp ověřený při terénním měření a odborné zázemí pro jeho další rozvoj.
Současná cela je přizpůsobena standardnímu formátu Metrohm DropSens SPE. Pro jiný elektrodový čip upravíme geometrii podle jeho rozměrů a polohy elektrodového systému. Kontakt elektrody zůstává mimo celu a připojuje se běžným kompatibilním kabelem.
Co do spolupráce přinášíme
- Konstrukční dokumentaci a CAD modely včetně úprav pro konkrétní elektrodový čip.
- Optimalizované podmínky 3D tisku a výrobu pilotní série v dohodnutém rozsahu.
- Odbornou podporu a konzultace při vývoji analytické metodiky; počáteční zaškolení.
- Licenční využití řešení za podmínek sjednaných podle zamýšlené spolupráce.
Partner zajistí kompletaci a distribuci výsledného produktu. Rozsah adaptace, zajištění výroby i licenční podmínky jsou předmětem dohody.
Další možnosti spolupráce
Provozovatelé monitoringu vod: společně definovat cílovou aplikaci a ověřit ji na reálných vzorcích v provozních podmínkách.
Elektroanalytické laboratoře: zavést membránovou mikroextrakci do měření tam, kde HF-LPME dosud nevyužívají, s naší metodickou podporou.
Výrobci elektrod: rozvíjet integrované provedení cely a elektrodového systému, případně formou společného výzkumného projektu, například TA ČR.
Chráněné řešení s odborným zázemím
Konstrukční řešení chrání český užitný vzor č. 39036 „Průtokové zařízení pro separaci a prekoncentraci vzorku“. Majitelem je Ústav fyzikální chemie J. Heyrovského AV ČR, v. v. i.
Kontakt
Máte zájem o
- licenci technologie,
- pilotní testování v reálném provozu,
- společný vývoj aplikací,
- integraci do existujících přístrojů?
Kontaktujte nás.
Mgr. Vojtěch Hrdlička, Ph.D.
email: vojtech.hrdlicka@heu.cas.cz