В СПбГУ создали спектрофотометр на основе напечатанной люминесцирующей кюветы

Ученые из Санкт-Петербурга создали небольшое устройство для анализа образцов. Они использовали материал для 3D-печати и добавили в него светящиеся молекулы, чтобы создать специальную емкость для образца, которая одновременно служит источником света.

Для быстрого определения содержания вещества в растворе с помощью этого устройства понадобятся только фонарик и камера телефона. Этот метод уже успешно протестировали на модельных и реальных образцах.

Результаты исследования, поддержанного грантом РНФ, опубликованы в научном журнале Polymer Engineering & Science.

Трехмерная печать — это технология, которая позволяет создавать реальные объекты любой формы из цифрового файла. С ее помощью можно напечатать все что угодно: от деталей одежды и обуви до мебели и даже мостов.

Ученые активно используют трехмерную печать, потому что она позволяет быстро и недорого создавать уникальные объекты с нужными свойствами. Например, если для эксперимента нужна деталь особой формы или из необычного материала, который не продается в магазинах, то можно использовать 3D-принтер. Он поможет создать нужную деталь. При этом можно изменять не только форму объекта, но и свойства материала, из которого он печатается. Это позволяет оптимизировать материал под конкретную научную задачу.

Появилось новое направление — создание особых полимеров для 3D-печати. Эти полимеры могут быть более прочными и герметичными или даже светиться.

Ученые из Санкт-Петербурга и Университета ИТМО напечатали на 3D-принтере кювету для спектрофотометра, который используется для определения содержания химических веществ. Принцип работы прибора прост: через образец пропускают свет и смотрят, как меняется его интенсивность в зависимости от концентрации вещества.

Мы взяли особый вид пластика, который называется PETG. Он прозрачный, не боится воды и химических веществ. Добавили в него светящиеся вещества на основе европия.

Из получившегося материала мы напечатали кювету, которая совмещает две функции: ее дно светится на определенной длине волны, а внутрь можно поместить образец для анализа. В обычных приборах эти части разделены.

Чтобы определить содержание нужного вещества в смеси, достаточно использовать дешевый фонарик, напечатанную кювету и камеру телефона. Нужно просто сфотографировать кювету, обработать фото в специальной программе и получить цветовой профиль. Окраска пикселей покажет концентрацию исследуемого вещества, — объяснила старший научный сотрудник кафедры аналитической химии СПбГУ Екатерина Бойченко.

Ученые разработали новый метод, который позволяет быстро определить концентрацию кобальта в смеси с другими веществами. Этот метод основан на использовании сочетания трех основных цветов — красного, зеленого и синего.

Екатерина Бойченко объяснила, что разработка простых устройств для быстрого анализа особенно важна, потому что традиционный лабораторный анализ занимает много времени: нужно взять образцы и дождаться результатов. А современные производства и медицинские учреждения нуждаются в быстрых решениях, им нужны компактные и недорогие устройства, которые могут мгновенно показывать результаты.

Химики разработали технологию, которая позволяет не только анализировать сложные вещества, но и создавать детали с светящимися участками. Они соединили полимерные волокна со свечением на разных длинах волн.

Такие микрофлюидные чипы со светящимися каналами могут использоваться для диагностики вирусов, включая SARS-CoV-2. Ученые из СПбГУ планируют продолжать эксперименты и создать кюветы для анализа биологических образцов с добавлением других комплексов в полимерные волокна.

Ранее ученые сообщили об открытии новой формы свечения.

18.12.2024