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Amperometrischer Enzymsensor für gasförmiges Formaldehyd

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Hämmerle, Martin ; Lauterbach, Anja ; Schumacher, Matthias ; Moos, Ralf:
Amperometrischer Enzymsensor für gasförmiges Formaldehyd.
2005
Event: 4. Deutsches BioSensor Symposium , 13.-16. März 2005 , Regensburg, Deutschland.
(Conference item: Conference , Poster )

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Formaldehyd ist ein weitverbreiteter Umweltschadstoff sowohl in der Atmosphäre als auch in Innenräumen. Mögliche Quellen sind Desinfektions- und Anstrichmittel, Klebstoffe, Holzspanplatten, Tabakrauch und Verbrennungsprozesse. Der MAK-Wert beträgt 0,5 ppm (v/v). Das Bundesgesundheitsamt empfiehlt einen Grenzwert von 0,1 ppm (v/v) für Innenräume.
Traditionelle Messfahren zur Formaldehydbestimmung in Luft basieren auf einer Probenahme mit einem Wäscher oder Adsorber und einer anschließenden Quantifizierung (optisch, enzymatisch, titrimetrisch). In der Literatur gibt es nur wenige Arbeiten, die über die direkte Bestimmung von Formaldehyd in der Gasphase mit einem Sensor oder Dosimeter berichten. Wir stellen in unserem Beitrag einen amperometrischen Enzymbiosensor vor, der gasförmiges Formaldehyd direkt, d.h. ohne separate Probenahme, und kontinuierlich detektiert. NAD-abhängige Formaldehyd-Dehydrogenase setzt Formaldehyde zu Ameisensäure um. Das gebildete NADH wird durch einen Redoxmediator oxidiert (z.B. Naphthochinon), der seinerseits elektrochemisch bei +0,2 V vs. Ag/AgCl oxidiert wird. Die Formaldehydprobe tritt durch eine gasdurchlässige Teflonmembran in die wässrige Phase über, wo die Redoxreaktionen ablaufen. Der gemessene elektrische Strom steht in direkter Beziehung zur Konzentration von Formaldehyd in der Gasphase. Bei einer Formaldehydkonzentration von 0,5 ppm (v/v) in der Gasphase beträgt der Strom 0,9 μA, bei 15 ppm (v/v) ca. 12 μA. Die Detektionsgrenze liegt bei ca. 0,05 ppm (v/v),die Ansprechzeit (t90%) bei 0,5 ppm (v/v) ist 6 min. Das Sensorsignal ist konstant für mindestens 10 h während einer kontinuierlichen Messung bei 2 ppm (v/v). Die Lebensdauer des Sensors beträgt bei Raumtemperatur und kontinuierlicher Messung einige Tage. Neben den experimentellen Ergebnissen wird ein Modell zur Beschreibung der Prozesse im Sensor vorgestellt.

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Item Type: Conference item (Poster)
Refereed: Yes
Institutions of the University: Faculties > Faculty of Engineering Science
Faculties > Faculty of Engineering Science > Chair Functional Materials > Chair Functional Materials - Univ.-Prof. Dr.-Ing. Ralf Moos
Faculties
Faculties > Faculty of Engineering Science > Chair Functional Materials
Profile Fields > Advanced Fields > Advanced Materials
Research Institutions > Research Centres > Bayreuth Center for Material Science and Engineering - BayMAT
Profile Fields
Profile Fields > Advanced Fields
Research Institutions
Research Institutions > Research Centres
Result of work at the UBT: Yes
DDC Subjects: 600 Technology, medicine, applied sciences > 620 Engineering
Date Deposited: 16 Jun 2015 09:08
Last Modified: 05 Apr 2016 07:12
URI: https://eref.uni-bayreuth.de/id/eprint/15008