Ontwikkeling van een impedimetrische MIP-gebaseerde sensor voor de detectie van nicotine in vloeistoffen

Abstract

Synthetische receptoren bestaande uit molecular imprinted polymers (MIPs) zijn door hun hoge stabiliteit in verschillende omgevingen, lage kost en gemakkelijk gebruik, zeer geschikt voor gebruik in milieu-, gas- en biosensoren. Er werden MIPs gesynthetiseerd, bestaande uit PMAA, voor het molecule nicotine. Deze MIPs werden gebruikt als herkenningslaag in een sensorprototype. De uitlezing van deze sensor gebeurde elektronisch en meer specifiek impedimetrisch. De MIPs werden met behulp van het geconjugeerde polymeer MDMO-PPV vastgehecht aan een glazen substraat waarop voordien Au of Ti elektroden werden geplaatst. De immobilisatie en vorm van de verschillende lagen/onderdelen van de sensor werden met diverse methoden gekarakteriseerd. Zo werd er gebruik gemaakt van UV-Vis absorptie, optische microscopie, SEM en AFM. Deze karakterisatie heeft aangetoond dat de verschillende onderdelen met succes geïmmobiliseerd werden. Er werden metingen uitgevoerd op verschillende soorten samples in water en in acetonitriel. Afhankelijk van het soort sample steeg of daalde de impedantiemodulus na toevoegen van nicotine. De sensor werd getest bij verschillende concentraties nicotine en het gelijkaardig molecule cotinine. Cotinine werd aangewend om de selectiviteit van de MIPs te analyseren. De MIP’s werden vergeleken met hetzelfde polymeer dat niet geïnprint werd met nicotine (NIP). De impedantie werd gemeten in het frequentiegebied 100Hz- 1MHz. Er werd naar de impedantie gekeken bij 212 Hz om zo dicht mogelijk bij het sampleoppervlak te meten en zo weinig mogelijk in de vloeistof. De resultaten werden gefit aan een elektrisch equivalent circuit en daaruit werden waarden gehaald voor de verschillende componenten van dit circuit. Er werd voornamelijk gekeken naar de verandering in charge transfer resistance (Rct) van de interface. De resultaten hebben aangetoond dat de sensor verschillend reageert op nicotine en cotinine. De signaalveranderingen waren echter de som van veranderingen in de oplossing, aan de interface en in de bulk (MDMO-PPV + MIP) van het sample. Verdere metingen moeten de veranderingen in de oplossing en de interface minimaliseren opdat de veranderingen in de bulk het signaal zouden domineren.