Des chercheurs brésiliens de l'Instituto de Química explorent des dispositifs miniaturisés dans la récente publication intitulée "Conception d'une nouvelle plate-forme électrochimique miniaturisée basée sur l'impression 3D, simple et peu coûteuse, contenant un détecteur jetable intégré pour des applications analytiques".
Bien que de nombreuses méthodes différentes soient utilisées aujourd'hui pour la détection dans les dispositifs miniaturisés, les méthodes électrochimiques sont attrayantes pour les utilisateurs pour les raisons suivantes:
Sensibilité Simplicité Facilité de fonctionnement Potentiel de miniaturisation de l'instrumentation Faible impact sur l'environnement Besoins en énergie minimaux
Étapes de la fabrication de la plate-forme électrochimique: (A) Conception CAO du moule imprimé en 3D utilisé pour le prototypage des dispositifs PDMS. Les structures internes en relief mesuraient 20 mm de longueur × 600 µm de largeur × 1 mm de hauteur; (B) dispositif PDMS obtenu à l'aide du moule imprimé en 3D; (C) cellule miniaturisée PDMS avec électrodes de travail, pseudo-référence et compteur intégrées; (D) zone géométrique des électrodes délimitées par un ruban adhésif et (E) plate-forme électrochimique
Ces techniques sont également applicables à d'autres applications, telles que les capteurs électrochimiques:
«Ces aspects rendent les techniques électrochimiques abordables, très attractives et constituent un outil puissant pour les sciences analytiques», ont déclaré les chercheurs.
Ici, le graphite au crayon a été choisi car c’est une bonne alternative au carbone, accessible, abordable et efficace. Pour ce projet, les chercheurs ont présenté une plate-forme avec un "détecteur électrochimique totalement intégré, fabriqué via l'impression 3D FDM".
Images au MEB de la surface de la mine de plomb en graphite obtenue avec différents grossissements
Pour la preuve de concept, le dispositif créé ici a été utilisé pour analyser à la fois le DOPA dopaminergique et l’acétaminophène (AC). Cela a permis aux chercheurs d'évaluer la fonctionnalité de l'appareil, au fur et à mesure de l'évaluation des paramètres. Les résultats des échantillons d'urine se sont révélés "tout à fait satisfaisants", le dispositif fonctionnant via une structure contenant des microcanaux dans laquelle sont insérés des conducteurs en graphite pour crayon, ce qui a permis de faire fonctionner des électrodes.
«Ainsi, les résultats rapportés ici témoignent de la bonne efficacité analytique, de la précision et de la stabilité du dispositif proposé, et permettent son utilisation pour les procédures analytiques de routine et la détermination de substances électroactives dans des échantillons réels, même en utilisant des matériaux simples et peu coûteux. De plus, le protocole de fabrication basé sur l'impression 3D utilisé ici pourrait constituer une alternative intéressante à la lithographie douce la plus largement utilisée pour la fabrication de structures à base de PDMS », a conclu l'équipe de recherche.
«C’est intéressant, car la configuration des dispositifs est facile à ajuster et les moules peuvent être fabriqués en interne sans recourir à une instrumentation complexe et à des installations coûteuses telles que des salles blanches. De plus, le dispositif présenté ici pourrait être utilisé en tant que détecteur dans d'autres systèmes analytiques tels que les dispositifs à flux et les dispositifs microfluidiques. Cela ouvre de nouvelles possibilités prometteuses pour l’application de l’approche décrite ici. ”
L’impression 3D et la miniaturisation s’accompagnent souvent de nos jours et surtout lorsque les chercheurs du monde entier cherchent de plus en plus d’innovations et repoussent les limites de la polyvalence dans une multitude d’applications différentes, utilisant une variété de matériels, de logiciels et de matériaux. Alors que le concept de laboratoire sur puce devient de plus en plus populaire auprès des scientifiques et des utilisateurs industriels, d'autres véhicules tels que la microfluidique et les micromélangeurs sont de plus en plus utilisés, ainsi que de nombreuses autres méthodes et matériels nouveaux.
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[Source / Images: 'Conception d'une nouvelle plate-forme électrochimique miniaturisée basée sur une impression 3D et basée sur l'impression 3D, contenant un détecteur jetable intégré pour applications analytiques']
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