CLOSED BIPOLAR ELECTRODE-ENABLED ELECTROCHROMIC DETECTOR FOR CHEMICAL SENSING

• Main Authors: MA, Chaoxiong, BOHN, Paul W, XU, Wei, FU, Kaiyu
• Format: Patent
• Language: English; French
• Published: 15.02.2018
• Subjects: INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIRCHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES; MEASURING; PHYSICS; TESTING

The described BPE-enabled device includes two separated chambers which perform detection and reporting independently. Analytical reaction of a target molecule in the analytical cell is coupled to and monitored by an electrochromic reaction in the reporting cell. The color change in the reporting cell can be determined spectrophotometrically by RGB analysis of a CCD image acquired via smartphone. This detection method provides a linear response and a low limit of detection due to the redox cycling behavior in both chambers. The BPE based electrochromic detector can be modified for sensing of multiple analytes by integrating three or more sets of detection chemistries into one single device. Multiple analytes with different concentrations can be detected within this device simultaneously. The BPE based electrochromic device can be used for metabolite detection, wherein a redox mediator can be combined with specific oxidases to form an electrochemical mediator-electrocatalyst pair that completes redox cycling reactions. La présente invention concerne un dispositif activé par BPE qui comprend deux chambres séparées qui effectuent une détection et une signalisation indépendamment. La réaction analytique d'une molécule cible dans la cellule analytique est couplée à et surveillée par une réaction électrochromique dans la cellule de signalisation. Le changement de couleur dans la cellule de signalisation peut être déterminé de manière spectrophotométrique par analyse RVB d'une image CCD acquise par l'intermédiaire d'un smartphone. Ce procédé de détection fournit une réponse linéaire et une limite de détection faible en raison du comportement de cycle redox dans les deux chambres. Le détecteur électrochromique à base de BPE peut être modifié pour détecter des analytes multiples par intégration d'au moins trois ensembles de chimies de détection dans un dispositif unique. Des analytes multiples avec des concentrations différentes peuvent être détectés simultanément dans ce dispositif. Le dispositif électrochromique à base de BPE peut être utilisé pour la détection de métabolites, un médiateur redox pouvant être combiné avec des oxydases spécifiques pour former une paire médiateur électrochimique-électrocatalyseur qui subit des réactions de cycle redox.