Eureka: novità assoluta a livello mondiale!
Eureka è uno strumento di misura nanogravimetrico QCM / EQCM (Quartz Crystal Microbalance) in grado di effettuare misure di massa nell’ordine dei nano-grammi e pico-grammi.Eureka può essere utilizzato con celle di misura statiche e a flusso sia per gas che per liquidi, le celle sono realizzate da BioAge e vendute con lo strumento. Lo strumento è il più versatile tra quelli esistenti sul mercato, con un ottimo rapporto qualità prezzo. Si tratta di uno strumento portatile in quanto autoalimentato solo dalla porta USB del PC. Lo strumento è estremamente compatto, leggero, affidabile e progettato in accordo allo stato dell’arte attuale della microelettronica. Per utilizzare Eureka è sufficiente collegarlo ad una porta USB del PC ed installare il software di acquisizione, funzionante in ambiente Windows™ , che risulta essere estremamente semplice da utilizzare, quindi si possono effettuare i primi esperimenti in brevissimo tempo, senza dovere collegare numerosi cavi e senza dovere leggere complessi manuali di utilizzo. Per le misure in liquido Eureka è dotato di un connettore esterno che fornisce una connessione elettrica all’elettrodo del quarzo che è a contatto del liquido, ciò consente di utilizzare l’elettrodo del quarzo come Elettrodo di Lavoro (WE) in un sistema elettrochimico, quindi si possono effettuare misure elettrochimiche e nanogravimetriche contemporaneamente (EQCM). Eureka, se connesso ad un PC portatile autoalimentato, consente di effettuare misure ed esperimenti in totale libertà in ambienti ove non è disponibile la tensione di rete, si pensi a campagne di acquisizioni dati al di fuori di un laboratorio, o ad esperimenti che vengono condotti su ampie aree in totale libertà di movimento, senza bisogno della connessione alla tensione di rete. Si possono effettuare delle misure su liquidi, grazie alla cella statica o alla cella in flusso, oppure utilizzare una cella di misura appositamente progettata per le analisi in fase gassosa, BioAge è in grado di progettare e realizzare celle personalizzate in accordo alle necessità specifiche dell’utente, variando volumi, dimensioni e materiali. Lo strumento è molto versatile in quanto l’intervallo di misura della frequenza può spaziare da 0 a 50Mhz, a seconda del cristallo di quarzo utilizzato.
L’effetto piezoelettrico dei quarzi
Ogni materiale piezoelettrico genera un campo elettrico quando viene deformato meccanicamente, di conseguenza, quando un campo elettrico esterno è applicato ad un materiale piezoelettrico, esso subisce una deformazione meccanica. Il quarzo, essendo un materiale piezoelettrico, ha la capacità di misurare la massa di film sottili depositati su di esso in quanto la sua frequenza di risonanza dipende dalla massa depositata sulle sue superfici, questo cambiamento di frequenza segue la ben nota legge di Sauerbrey. Nella voltammetria dello stato solido avvengono dei cambiamenti di massa sulla superficie dell’elettrodo al verificarsi di reazioni di ossidoruzione. La Microbilancia a Cristallo di Quarzo utilizza la proprietà dell’effetto piezoelettrico inverso del cristallo di quarzo per misurare variazioni di massa sulla superficie dell’elettrodo del quarzo. In elettrochimica la voltammetria viene effettuata utilizzando un elettrodo del cristallo di quarzo, esposto nella soluzione della cella elettrochimica, come elettrodo di lavoro (Working). La configurazione EQCM permette di effettuare misure simultanee di variazioni di massa e di corrente in un esperimento di voltammetria.
Software di gestione e strumenti di post acquisizione dati
Eureka è stato concepito per essere collegato ad un PC che lo controlla e che acquisisce, visualizza e salva i dati grazie ad un software estremamente facile da utilizzare che gira sotto MS-Windows™. Il processo di acquisizione dei dati può essere controllato in modo estremamente rapido grazie ai tasti PLAY, PAUSA e STOP. I dati acquisiti possono essere salvati in un formato compatibile con Excel e i grafici salvati come immagini Bitmap. Cliccando su di un pulsante il software è in grado di aprire il programma Excel installato sul PC, di inserirvi tutti i dati e di creare innumerevoli grafici, pronti per essere inseriti nei vostri documenti e pubblicazioni. In ogni istante, tramite il programma software, è possibile scattare una foto al grafico che mostra la variazione di frequenza e salvarla come immagine bitmap, per poterla poi inserire in documenti e pubblicazione. Sul grafico della variazione di frequenza è possibile effettuare uno zoom sulle regioni di interesse, inoltre è possibile visualizzare due cursori sul grafico, grazie a questi cursori è possibile calcolare facilmente ed immediatamente il valore della variazione di frequenza tra due punti qualsiasi del grafico. Il software è estremamente facile da utilizzare ed assolve a molte altre utili funzioni, quali il riconoscimento automatico della porta del computer alla quale è connesso lo strumento. BioAge costruisce degli strumenti e scrive dei software solo dopo avere attentamente ascoltato le necessità e le esigenze degli utilizzatori dei prodotti finali, questo processo ha lo scopo di realizzare dei prodotti che siano facilmente utilizzabili e che abbiano tutte le caratteristiche e le funzioni che l’utente si aspetta di avere.
Elettrochimica
Sistema con EQCM EUREKA Eureka può essere facilmente integrato nel vostro sistema di misura elettrochimico, infatti basta sostituirlo al contenitore della soluzione chimica e collegare il cavo dell’elettrodo di working allo strumento Eureka. In questo modo si utilizzerà come elettrodo di working l’elettrodo del cristallo di quarzo immerso nella soluzione. Vantaggi Eureka è facilmente ed immediatamente integrabile in qualsisi sistema di misura elettrochimico e riesce a dare una informazione accurata e in tempo reale sui cambiamenti di massa che avvengono sull’elettrodo di Working durante il processo elettrochimico. Durante l’esperimento l’utente avrà a disposizione contemporaneamente le informazioni sulle reazioni di ossidoriduzione e sulla deposizione di massa.
Analisi dei gas
Eureka può dare delle preziose informazioni sulle reazioni di affinità che avvengono in fase gassosa, basta montare sullo strumento la cella per gas al cui interno è alloggiato il cristallo di quarzo sul quale è stato depositato un film sensibile alla sostanza da rilevare. Il gas fluisce entro la cella di misura, che alloggia il cristallo di quarzo, grazie a due appositi connettori idraulici. Eureka da delle preziose informazioni sulla variazione di massa dovuta alla reazione di affinità tra il film sensibile depositato sul cristallo di quarzo e la miscela dei gas che fluisce attraverso la cella.
Studio della deposizione di film
Eureka è facilmente utilizzabile per determinare lo massa di film sottili depositati, rimossi o accresciuti sulla superficie del cristallo di quarzo. Il sistema può essere facilmente integrato in evaporatori di metalli, basta inserire il cristallo di quarzo nell’evaporatore per avere informazioni in tempo reale sul processo di deposizione. Una differente tecnica di misura consiste nel determinare la frequenza di oscillazione del cristallo di quarzo prima del processo di deposizione, quindi estrarre il quarzo dalla base di misura e depositare su di esso il film, infine misurare di nuovo la frequenza di oscillazione del quarzo, la variazione di frequenza da informazioni sulla massa del film.
Studio della stimolazione luminosa
Eureka può essere utilizzato per studiare l’effetto della stimolazione luminosa sull’energia dei legami chimici. Dopo avere depositato sul cristallo di quarzo la sostanza da analizzare, si può cominciare la stimolazione luminosa che rompendo i legami chimici causa una variazione di massa, Eureka fornisce informazioni accurate in tempo reale sulle variazioni di massa, se si lavora con sostanze nocive per l’uomo è possibile utilizzare una apposita cella di misura costruita in materiale trasparente, ad esempio Plexiglass. Con questo metodo di misura si possono studiare anche altri tipi di stimolazioni, oltre a quella luminosa, in grado di causare la rottura di legami chimici.
Applicazioni biologiche
Eureka può essere utilizzato per studiare l’interazione tra molecole biologiche, ad esempio monitorando il legame antigene-anticorpo, il legame proteina-proteina, l’interazione tra due filamenti di DNA/RNA complementari, tra aptameri e ligandi, tra enzimi e substrati, ecc. Dopo avere depositato sul cristallo di quarzo la molecola “target”, basterà far fluire nella cella apposita la soluzione contenente l’analita di interesse: Eureka fornirà informazioni accurate in tempo reale sulla variazione di massa corrispondente all’avvenuta interazione molecolare. Questo sistema è applicabile all’analisi di innumerevoli situazioni, come ad esempio diagnosi di patologie, sia tramite ricerca di anticorpi specifici, sia tramite analisi di mutazioni genetiche; ricerca di metaboliti tossici in campioni alimentari o ambientali quali acqua, aria o terreno; ricerca della presenza di particolari batteri in atmosfere circoscritte, ecc…
Altre applicazioni
Eureka è uno strumento molto versatile in quanto può essere adoperato in tutte le applicazioni e gli esperimenti per determinare la variazione di massa sull’elettrodo del cristallo di quarzo.
Title
Piezoelectric crystal microbalance measurements of enthalpy of sublimation of C2 –C9 dicarboxylic acids
Authors
F. Dirri(1) , E. Palomba(1) , A. Longobardo1(1) and E. Zampetti(2)
(1)Institute for Space Astrophysics and Planetology, Research Area of Tor Vergata, Via Fosso del Cavaliere 100, Rome, Italy
(2)Institute of Atmospheric Pollution Research, Research Area of Rome 1, Via Salaria km 29,300 Monterotondo, Rome, Italy
Ref
Atmospheric Measurement Techniques, 9, 655–668, 2016
Title
Probing the interactions of mitoxantrone with biomimetic membranes with electrochemical and spectroscopic techniques
Authors
Dorota Niecieckaa(1), Agata Królikowskab(2) and Paweł Krysinski(1)
(1)Laboratory of Electrochemistry, Faculty of Chemistry, University of Warsaw, Pasteura 1, Warsaw 02-093, Poland
(2)Laboratory of Intermolecular Interactions, Faculty of Chemistry, University of Warsaw, Pasteura 1, Warsaw 02-093, Poland
Ref
Electrochimica Acta Volume 165, 20 May 2015, Pages 430–442
Title
Partitioning of doxorubicin into Langmuir and Langmuir–Blodgett biomimetic mixed monolayers: Electrochemical and spectroscopic
Authors
Dorota Nieciecka(1) , Agata Królikowska(2) , Aleksandra Joniec(1) , Pawel Krysinski(1)
(1)Laboratory of Electrochemistry, Faculty of Chemistry, University of Warsaw, Pasteura 1, Warsaw 02-093, Poland
(2)Laboratory of Intermolecular Interactions, Faculty of Chemistry, University of Warsaw, Pasteura 1, Warsaw 02-093, Poland
Ref
Journal of Electroanalytical Chemistry, Volume 710, 1 December 2013, Pages 59–69
Title
Peptide molecular junctions: Distance dependent electron transmission through oligoprolines
Authors
Joanna Juhaniewicz and Slawomir Sek
Department of Chemistry, University of Warsaw, Pasteura 1, 02-093 Warsaw, Poland
Ref
Bioelectrochemistry Volume 87, October 2012, Pages 21–27
Title
A dirhodium(II,II) complex as a highly selective molecular material for ammonia detection: QCM studies
Authors
Sandra Lo Schiavo(1), Paola Cardiano(1), Nicola Donato(2), Mariangela Latino(3) and Giovanni Neri(4)
(1)Dept. of Inorganic Chemistry, Analytical Chemistry and Physical Chemistry, University of Messina, Italy. E-mail: sloschiavo@unime.it
(2)Dept. of Matter Physics and Electronics Engineering, University of Messina, Italy
(3)Dept. of Chemical Science and Technologies, University of Rome Tor Vergata, Italy
(4)Dept. of Industrial Chemistry and Materials Engineering, University of Messina, Italy
Ref
Journal of Materials Chemistry, 2011, 21, 18034
Link
Title
Interactions of Doxorubicin with Self-Assembled Monolayer-Modified Electrodes: Electrochemical, Surface Plasmon Resonance (SPR), and Gravimetric Studies
Authors
Dorota Nieciecka and Pawel Krysinski
Laboratory of Electrochemistry, Faculty of Chemistry, University of Warsaw, 02-093 Warsaw, Pasteur 1, Poland
Ref
Langmuir, 2011, 27 (3), pp 1100–1107, American Chemical Society
Link
Title
Synthesis and functionalization of magnetic nanoparticles with covalently bound electroactive compound doxorubicin
Authors
Magdalena Brzozowska and Pawel Krysinski
Laboratory of Electrochemistry, Faculty of Chemistry, University of Warsaw, Pasteur 1 Street, 02-093 Warsaw, Poland
Ref
Electrochimica Acta Volume 54, Issue 22, 1 September 2009, Pages 5065–5070
Title
Sensors and Microsystems: Proceedings of the 13th Italian Conference : Roma, Italy, 19-21 February 2008
Authors
G. Neri(1), G. Micali(1), G. Rizzo(1), A. Bonavita(2)
(1)Department of Industrial Chemistry and Materials Engineering, Univ. of Messina, Contrada di Dio, Vill. S. Agata, 98166 Messina, Italy
(2)Department of Chemical Science and Technology, University of Rone Tor Vergata, Via della Ricerca Scientifica 1, 00133 Rome, Italy
Editors
C. Di Natale, A. D’Amico, E. Martinelli, R. Paolesse
Ref
Page 119-123
