“Pulsar" photon counter in electrogenerated chemiluminescent measurements

• Autorzy: Snizhko Dmytro , Bykh Anatoliy , Lou Baohua , Xu Guobao

Identyfikatory

DOI

10.15199/48.2021.07.06

Warianty tytułu

PL

Licznik fotonów „Pulsar” w e pomiarach chemiluminescencji generowanej elektrycznie

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The work is devoted to the development of the apparatus "Pulsar" that is a high-speed pulse counter with a dual interface. It is based on the modern ARM processor STM32F407. High peripheral modules integrations in the selected microcontroller and its productivity were used as a base to PMT integration in electrogenerated chemiluminescent (ECL) analytical systems. Apparatus testing with real ECL compositions showed its capability. ECL pulse response up to 84 MHz or 6 ns pulse duration is transformed to output counting data in two forms for digital and analog interfaces. High temporal resolution up to 10 μs supports measurement techniques based on fast electrode polarization. The built-in double interface simplifies system integration that well demonstrated, as an example, a combination of PMT module H 10682-210 (Hamamatsu Photonics, Japan) with potentiostat Methrohm Autolab 128N.

PL

Praca poświęcona jest opracowaniu aparatu "Pulsar", czyli szybkiego licznika impulsów z podwójnym interfejsem. Oparty jest on na nowoczesnym procesorze ARM STM32F407. Integracja modułów peryferyjnych w wybranym mikrokontrolerze i jego produktywność posłużyły jako podstawa integracji PMT w systemach analitycznych elektrogenerowanych chemiluminescencyjnych (ECL). Testy aparatów z prawdziwymi kompozycjami ECL wykazały jego możliwości. Odpowiedź impulsowa ECL do 84 MHz lub 6 ns czasu trwania impulsu jest przekształcana na wyjściowe dane zliczające w dwóch postaciach dla interfejsów cyfrowych i analogowych. Wysoka rozdzielczość czasowa do 10 μs obsługuje techniki pomiarowe oparte na szybkiej polaryzacji elektrod. Wbudowany podwójny interfejs upraszcza integrację systemu, co dobrze zademonstrowało, jako przykład, połączenie modułu PMT H 10682-210 (Hamamatsu Photonics, Japonia) z potencjostatem Methrohm Autolab 128N.

Słowa kluczowe

EN

pulse counting; photomultiplier tube; ultra-weak light; electrogenerated chemiluminescence; ultramicroelectrode

PL

licznik pulsarowy; elektroluminescencja

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2021
• Tom: R. 97, nr 7
• Strony: 29--34
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Snizhko Dmytro

• Laboratory of Analytical Optochemotronics, Kharkiv National University of Radio Electronics, Ukraine
• State Key Laboratory of Electroanalytical Chemistry, Changchun Institute of Applied Chemistry, Chinese Academy of Sciences, China
• University of Science and Technology of China, Hefei, Anhui 230026, China

• https://orcid.org/0000-0002-5239-5695

autor

Bykh Anatoliy

• Laboratory of Analytical Optochemotronics, Kharkiv National University of Radio Electronics, Ukraine

• https://orcid.org/0000-0003-2687-4243

autor

Lou Baohua

• State Key Laboratory of Electroanalytical Chemistry, Changchun Institute of Applied Chemistry, Chinese Academy of Sciences, China
• University of Science and Technology of China, Hefei, Anhui 230026, China

• https://orcid.org/+0000-0003-1721-1093

autor

Xu Guobao

• State Key Laboratory of Electroanalytical Chemistry, Changchun Institute of Applied Chemistry, Chinese Academy of Sciences, China
• University of Science and Technology of China, Hefei, Anhui 230026, China

• https://orcid.org/0000-0001-9747-0575

Bibliografia

• [1] Miao W. Electrogenerated chemiluminescence and its biorelated applications, Chem. Rev., 108 (2008), 2506–2553. DOI: 10.1021/cr068083a
• [2] Liu Z., Qi W., Xu G., Recent advances in electrochemiluminescence, Chem. Soc. Rev., 44 (2015), 10, 3117 –3142. DOI: 10.1039/c5cs00086f
• [3] Muzyka K., Saqib M., Liu Z., Zhang W., Xu G., Progress and challenges in electrochemiluminescent aptasensors, Biosensors and Bioelectronics, 92 (2017), 241-258. DOI: 10.1016/j.bios.2017.01.015.
• [4] Collinson M.M., Wightman R.M., Observation of Individual Chemical Reactions in Solution, Science, 268 (1995), 1883- 1885. DOI: 10.1126/science.268.5219.1883
• [5] Collinson M.M., Wightman R.M., High-Frequency Generation of Electrochemiluminescence at Microelectrodes, Anal. Chem., 65 (1993), 2576-2582.
• [6] Collinson M. M., Pastore P., Maness K.M., Wightman R.M., Electrochemiluminescence Interferometry at Microelectrodes, J. Am. Chem. Soc., 116 (1994), 4095-4096.
• [7] Collinson M.M., Wightman R.M., Evaluation of Ion-Annihilation Reaction Kinetics Using High-Frequency Generation of Electrochemiluminescence, J. Phys. Chem., 98 (1994), 11942- 11947.
• [8] Bard A.J., Fan F.-R.F., Electrochemical Detection of Single Molecules, Acc. Chem. Res., 29 (1996), 572-578. DOI: S0001- 4842(95)00244-5.
• [9] Fan F.-R.F., Bard A.J., Observing Single Nanoparticle Collisions by Electrogenerated Chemiluminescence Amplification, Nano Letters, 8 (2008), 1746-1749. DOI: 10.1021/nl8009236.
• [10] Peng Y.-Y., Qian R.-C., Hafez M. E., Long Y.-T., Stochastic Collision Nanoelectrochemistry: A Review of Recent Developments, ChemElectroChem, 4 (2017), 1–10. DOI:10.1002/celc.201600673
• [11] SR400 — Gated photon counter (2-channel). Datasheet. https://www.thinksrs.com/downloads/pdfs/catalog/SR400c.pdf
• [12] USB interface compatible counting unit C8855-01. Datasheet. https://www.hamamatsu.com/resources/pdf/etd/ C8855-01_TACC1078E.pdf
• [13] D. Snizhko, G. Bani-Khaled, K. Muzyka, G. Xu, Apparatus “Spark” for luminescent and electrochemiluminescent measurements, Przegląd Elektrotechniczny, Vol. 94, No 6, (2018). DOI:10.15199/48.2018.06.07
• [14] D. Snizhko, A. Kukoba, Ultrafast Potentiostat as Compromise between Current Sensitivity vs. Response Time, Przegląd Elektrotechniczny, 95 (2019), 102-107. DOI:10.15199/48.2019.08.24
• [15] K.S.V. Santhanam , A.J. Bard, Chemiluminescence of Electrogenerated 9.10- Diphenylanthracene Anion Radical, J. Am. Chem. Soc., 87 (1965), 139-140.
• [16] K.M. Omer, A.J. Bard, Electrogenerated Chemiluminescence of Aromatic Hydrocarbon Nanoparticles in an Aqueous Solution, J. Phys. Chem. C, 2009, 113 (27), 11575-11578. DOI: 10.1021/jp901038h.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2021).