化学家开发出用于微量pH检测的新型传感器

测量物质的 pH 值可以为我们提供了解周围世界的重要线索，例如识别受污染的水或检查医疗或化妆品的性。

通常，只有少量样品可用，但监测这些微小体积中 pH 值的变化很重要。例如，识别单细胞微量液体内的 pH 变化有助于检测卵巢癌。

然而，目前测量 pH 值的方法主要针对散装溶液，不够灵敏或太脆弱，无法在商业规模上测量小体积溶液。

在最近发表在 Microchimica Acta上的一项 研究中， 中国西交利物浦大学的科学家们开发出了一种克服这些问题的方法。

领导这项研究的Qiuchen Dong 博士表示：“我们的解决方案需要环保、耐用且足够灵敏，才能准确测量几微升样品中的 pH 变化。

缺乏选择

一些用于测试 pH 值的市售方法依赖于人眼的主观判断。例如，使用含有根据物质 pH 值改变颜色的染料的纸条依赖于人们将颜色与刻度进行比较。这导致他们的答案存在显着差异。例如，有些人可能认为颜色的 pH 值是 7.5，而其他人则认为是 8。因此，该方法对微小的 pH 变化不敏感，这意味着它更像是一个粗略的猜测。使用的一些染料对样品也有，会影响记录的 pH 值。

测量 pH 值的更灵敏方法使用极其脆弱的玻璃电极，这些电极很容易破碎，因此通常仅在实验室环境中使用。

为了解决这些问题，董博士和他的研究生肖伟宇使用新颖的材料和方法创造了一种灵敏而坚固的 pH 传感器。

新的解决方案

在董博士和肖博士的新型 pH 传感器中，流体样品流过一系列微小通道(微流体通道)和三个由光响应层状材料和金属制成的高灵敏度电极。

“我们对这个问题的解决方案依赖于使用光刻技术开发微流体通道和电极，这是半导体制造行业常用的方法。”

这些微流体 pH 传感器可以检测物质内质子数量的微小变化，从而定义 pH 值。这使得 pH 值测量具有极高的精度。

未来用途

该团队目前正在申请 pH 传感器专利，并正在与行业开发商开展合作，后者将将该技术集成到他们的实验室设备中。

“这项研究的成功归功于我现在的博士生肖伟宇的辛勤工作，她在这项工作期间是硕士生。看到一个学生在如此短的时间内达到如此高的水平，真是令人印象深刻。她是一个伟大的榜样，我希望其他学生能够从她所取得的成就中受到启发。

“这项工作还要感谢我之前的同事，明尼苏达大学的 Abdennour Abbas 博士和康涅狄格大学的 Yu Lei 博士，他们帮助我为这个项目和许多其他项目制定了想法。”

该团队相信，他们的新传感器将具有广泛的商业应用，从帮助检测癌症和媒介传播的病到识别喷洒农药的土壤污染。

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