أجهزة الاستشعار الأحيائية الكيميائي الكهربي هي أجهزة كشف الجزيئات البيولوجية بتحويل المعلومات الكيميائية إلى إشارة كهربائية، ومن الجوانب الرئيسية لوظيفتها فهم وحساب الإمكانات الكهروكيميائية التي تؤثر على دقة أجهزة الاستشعار وحساسيتها.

أساسيات القدرة الكهربية

والإمكانات الكهروكيميائية هي الطاقة اللازمة لنقل أيون أو إلكترون داخل خلية الكهروكيميائية، وهي تجمع بين الإمكانات الكيميائية والإمكانات الكهربائية، مما يعكس قوة الدافعة للرد على الكهروكيميائي.

Measuring Electrochemical Potential in Biosensors

وفي أجهزة الاستشعار الأحيائية، تقاس الإمكانات عادة باستخدام الكهرباء التي تكشف التغيرات التي تحدثها الجزيئات المستهدفة، ويوفر الكهروود المرجعي إمكانات مستقرة، في حين يستجيب الكهروود العامل للتفاعلات التحليلية.

حساب القدرة الكهربائية الكيميائية

وتستخدم معادلة النيرنست عادة لحساب الإمكانات الكهروكيميائية:

E = E]0 - (RT / nF) * ln([Red]/[Ox])

أين:

  • E] is the electrode potential
  • E0] هو الكهرباء الكهربية القياسية المحتملة
  • R] هو ثابت الغاز
  • T] درجة حرارة في كيلفين
  • n هو عدد الإلكترونيات المنقولة
  • F[F] هو ثابت فاراداي
  • [مركبة] و[أكس] هي تركيزات النماذج المخفضة والأكسدة

ومن خلال إدخال القيم المعروفة، يمكن حساب الفرق المحتمل، مع المساعدة في معايرة الاستشعار وتحليلها.