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Halle, Dirk:
Enzymatischer Gassensor in Dickschichttechnik.
Bayreuth
,
2011
(Masterarbeit,
2011
, Universität Bayreuth, Fakultät für Ingenieurwissenschaften, Lehrstuhl für Funktionsmaterialien)
Abstract
Im Rahmen der Arbeit sollte ein amperometrischer, enzymatischer Gassensor in Dickschichttechnik entwickelt werden. Als enzymatisches Modellsystem diente die Bestimmung von Ethanol mit dem Enzym Alkohol-Oxidase. Erfahrungen mit diesem Modellsystem in Kombination mit einem makroskopischen, elektrochemischen Sensoraufbau lagen bereits vor.
Die Basis für die Dickschichtsensoren waren siebgedruckte Elektrodenstrukturen auf einer Kunststoffträgerfolie. Hier wurden verschiedene Aufbauvarianten getestet. Der Aufbau mit einer Gasdiffusionselektrode hatte als Hauptproblem ein rasches Austrocknen des Sensorelektrolyts. Für den weiteren Verlauf wurde eine Anordnung gewählt, bei der alle drei Elektroden mit einer gemeinsamen Schicht aus Enzym, Elektrolyt und Immobilisierungsmatrix bedeckt waren. Als Elektrolyt dienten Kombinationen von ionischen Flüssigkeiten (IL) und Puffer. Von den vier getesteten ILs zeigte eine 1+1 Mischung von [BMIM][BF4] mit Puffer die besten Resultate bezüglich Signalstärke, Signalstabilität und Enzymaktivität. Versuche Enzym und IL-Elektrolyt in einem photopolymerisierbaren Polymer (PVA-SbQ) zu immobilisieren waren jedoch nicht erfolgreich. Die beste Beschichtung verzichtete auf den IL-Anteil und enthielt nur: Enzym, Puffer und das Photopolymer. Versuche zur Lagerstabilität dieser Sensoren bei +4°C zeigten nach zwei Wochen eine Abnahme der Sensorsensitivität auf etwa 45% des ursprünglichen Werts. In licht– und elektronenmikroskopischen Aufnahmen war eine Ablösung der Immobilisierungsschicht vom Substrat zu beobachten.
Insgesamt konnte ein enzymatischer Gassensor für Ethanol in Dickschichttechnik realisiert werden. Allerdings war im Dauerbetrieb stets eine rasche Signalabnahme innerhalb weniger Stunden zu beobachten. Dies war sowohl durch die dünne Elektrolytschicht, die zu einem raschen Austrocken des Sensors führte, als auch deren Ablösung vom Substrat bedingt.
Weitere Angaben
| Publikationsform: | Master-, Magister-, Diplom- oder Zulassungsarbeit (Masterarbeit) |
|---|---|
| Institutionen der Universität: | Fakultäten > Fakultät für Ingenieurwissenschaften Fakultäten > Fakultät für Ingenieurwissenschaften > Lehrstuhl Funktionsmaterialien > Lehrstuhl Funktionsmaterialien - Univ.-Prof. Dr.-Ing. Ralf Moos Fakultäten Fakultäten > Fakultät für Ingenieurwissenschaften > Lehrstuhl Funktionsmaterialien Profilfelder > Advanced Fields > Neue Materialien Forschungseinrichtungen > Forschungszentren > Bayreuther Materialzentrum - BayMAT Profilfelder Profilfelder > Advanced Fields Forschungseinrichtungen Forschungseinrichtungen > Forschungszentren |
| Titel an der UBT entstanden: | Ja |
| Themengebiete aus DDC: | 600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften > 620 Ingenieurwissenschaften |
| Eingestellt am: | 23 Feb 2015 07:55 |
| Letzte Änderung: | 11 Aug 2016 07:50 |
| URI: | https://eref.uni-bayreuth.de/id/eprint/7291 |