Forschungszentrum Karlsruhe - Wissenschaftliche Berichte - FZKA 6798
Miniaturisierte elektrochemische Detektoren für kapillare Analysesysteme
Mario Strasser
Zusammenfassung
Die in dieser Arbeit vorgestellten Ergebnisse umfassen
drei Entwicklungsstufen. Zu Beginn stehen eine Einarbeitungsphase im Bereich
der Kupfermikroscheibenelektroden und die Entwicklung einer beispielhaften
Analysenmethode für die amperometrische Detektion an solchen Mikroelektroden.
Aufbauend auf die aus den Vorversuchen gewonnenen
Ergebnisse erfolgt in der zweiten Entwicklungsstufe die Fertigung metallischer
Dünnschichtelektroden mit Hilfe von Her-stellungsverfahren aus dem Bereich der
Mikrosystemtechnik und deren elektrochemische Charakterisierung. Dabei werden
neben Dünnschichtelektroden aus Gold und Platin auch erstmalig
Dünnschichtelektroden aus Kupfer eingeführt und näher untersucht. Im Anschluss
daran steht der analytische Einsatz der Dünnschichtelektroden als diskrete elektrochemische
Detektoren in der Kapillarelektrophorese. Dabei kommen insbesondere zwei
Detektorgeometrien zum Einsatz. Neben der klassischen wall-jet-Anordnung wird
die für planare Mikroelektroden einfach handhabbare tangential angeströmte
Mikroelektrode näher untersucht.
Die letzte Entwicklungsstufe beschäftigt sich mit der
Herstellung von Mikrokanälen aus polymeren Werkstoffen. Neu ist die Integration
der Dünnschichtelektroden in das Mikro-kanalsystem, wobei diese die Zu- und
Ableitung der elektrophoretischen Hochspannung sowie die elektrochemische
Detektion übernehmen. Daraus resultiert ein funktions-tüchtiger CE-Chip mit
elektrochemischer Detektion.
Miniaturized
electrochemical detectors for capillary analysis systems
Abstract
The
following results consist of three stages of development. The first stage
starts with an introduction to the field of copper microdisc electrodes and the
evolution of an exemplary analysis method for the amperometric detection on
such electrodes.
Building
upon the results gained in the first stage it is possible to fabricate metallic
thin layer electrodes in the second stage with the aid of microsystem
technology. Also their electrochemical characterization is realized. Besides
thin layer electrodes made of gold and platinum such electrodes made of copper
are introduced for the first time. Further more the analytical use of thin
layer electrodes as discrete electrochemical detectors in capillary
electrophoresis is presented. In this context two detector layouts are
compared. In addition to the classic wall jet detector using planar
microelectrodes a new “tangentially approached” detector is closely studied in
this work.
The last
stage of development deals with the production of microchannels made of polymeric
materials. New is the integration of thin layer electrodes for the high voltage
as well as for the electrochemical detection. The combination of microchannels
with thin layer electrodes results in a working CE-chip with electrochemical
detection.
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