L ỜI CẢM Ơ N
1.4 NGHIÊN CỨU PHẢN ỨNG HÓA HỌC BẰNG PHƯƠNG PHÁP
1.4.1 Định nghĩa và phân loạ i
Các kỹ thuật phân tích điện hóa là các kỹ thuật mà thông qua các phép đo dòng điện, điện thế hoặc điện tích sẽ cho biết mối liên hệ với các thành phần hóa học mà chúng ta quan tâm. Kỹ thuật này đã được ứng dụng rộng rãi trong quản lý môi trường, công nghiệp và phân tích y sinh. Đặc biệt phương pháp này hiện đang rất được quan tâm trong các nghiên cứu về cảm biến sinh học, hóa học. Trong các phương pháp phân tích phản ứng hóa học bằng kỹ thuật đo điện, phương pháp đo dòng và đo thế được sử dụng nhiều nhất. Cả hai phương pháp trên đều đơn giản và các điện cực dựa trên những đặc điểm trên đều có thể mô hình hóa dễ dàng [4].
Kỹ thuật đo thế (potentiometric)
Phương pháp này xác định điện thế giữa điện cực làm việc và điện cực so sánh trong điều kiện dòng điện bằng 0. Những điện cực chỉ có thể đáp ứng đối với một loại ion nào đó trong dung dịch được gọi là điện cực chọn lọc ion (ion-selective electrode, ISE). Các điện cực loại này bao gồm một màng lọc ion bằng thủy tinh mỏng có chứa dung dịch điện hóa và xác định điện thế giữa thủy tinh và dung dịch. Điện thế được đo tỷ lệ thuận với logarit của độ hoạt động của ion trong dung dịch. Cần chú ý là các chất khác trong dung dịch có thể tạo phức với ion cần đo và làm giảm độ hoạt động của chúng, vì vậy cần phải loại bỏ trước khi tiến hành đo. Điện cực chọn lọc ion được sử dụng nhiều nhất hiện nay là điện cực pH, bên cạnh các loại điện cực để xác định các ion khác như NH4+, Li+, Na+ hoặc K+. Khoảng đo của các cảm biến loại này là từ 10-1 M đến 10-5 M. Điện cực đo thế kết hợp với enzyme đã được dùng để xác định nồng độ penicilline, amino axit, DNA, RNA và glucoza.
Kỹ thuật đo dòng (amperometric)
làm điện cực so sánh. Trong quá trình điện phân, tế bào điện hóa được áp một điện thế xác định và cường độ dòng điện sẽ phụ thuộc vào nồng độ của các hạt có độ linh động điện cao. Phương pháp đo dòng cho phép xác định nồng độ của các chất thông qua cường độ dòng Faraday sinh ra trong quá trình trao đổi điện tử tại điện cực.
Điện cực đo dòng có độ nhạy cao, cho phép xác định các hợp chất linh động điện với nồng độ rất nhỏ (~10-9 M). Trong các loại điện cực đo dòng dựa trên enzyme, phản ứng oxi hóa có xúc tác là phổ biến nhất. Bên cạnh glucoza, các chất như lactate, lactose, sucrose và ethanol cũng thường được phát hiện bằng cảm biến sinh học đo dòng.