Web of Science: 6 cites, Scopus: 5 cites, Google Scholar: cites,
A minimally invasive microsensor specially designed for simultaneous dissolved oxygen and pH biofilm profiling
Guimerà Villalba, Xavier (Universitat Politècnica de Catalunya. Departament d'Enginyeria Minera, Industrial i TIC)
Moya Lara, Ana (Institut de Microelectrònica de Barcelona)
Dorado, Antonio David (Universitat Politècnica de Catalunya. Departament d'Enginyeria Minera, Industrial i TIC)
Illa, Xavi (Institut de Microelectrònica de Barcelona)
Villa, Rosa (Institut de Microelectrònica de Barcelona)
Gabriel Buguña, David (Universitat Autònoma de Barcelona. Departament d'Enginyeria Química, Biològica i Ambiental)
Gamisans Noguera, Xavier (Universitat Politècnica de Catalunya. Departament d'Enginyeria Minera, Industrial i TIC)
Gabriel, Gemma (Institut de Microelectrònica de Barcelona)

Data: 2019
Resum: A novel sensing device for simultaneous dissolved oxygen (DO) and pH monitoring specially designed for biofilm profiling is presented in this work. This device enabled the recording of instantaneous DO and pH dynamic profiles within biofilms, improving the tools available for the study and the characterization of biological systems. The microsensor consisted of two parallel arrays of microelectrodes. Microelectrodes used for DO sensing were bare gold electrodes, while microelectrodes used for pH sensing were platinum-based electrodes modified using electrodeposited iridium oxide. The device was fabricated with a polyimide (Kapton®) film of 127 µm as a substrate for minimizing the damage caused on the biofilm structure during its insertion. The electrodes were covered with a Nafion® layer to increase sensor stability and repeatability and to avoid electrode surface fouling. DO microelectrodes showed a linear response in the range 0-8 mg L˗1, a detection limit of 0. 05 mg L-1, and a sensitivity of 2. 06 nA L mg-1. pH electrodes showed a linear super-Nernstian response (74. 2 ± 0. 7 mV/pH unit) in a wide pH range (pH 4-9). The multi-analyte sensor array was validated in a flat plate bioreactor where simultaneous and instantaneous pH and DO profiles within a sulfide oxidizing biofilm were recorded. The electrodes spatial resolution, the monitoring sensitivity, and the minimally invasive features exhibited by the proposed microsensor improved biofilm monitoring performance, enabling the quantification of mass transfer resistances and the assessment of biological activity.
Ajuts: Ministerio de Economía y Competitividad CTQ2015-69802-C2-1-R
Drets: Aquest document està subjecte a una llicència d'ús Creative Commons. Es permet la reproducció total o parcial, la distribució, la comunicació pública de l'obra i la creació d'obres derivades, fins i tot amb finalitats comercials, sempre i quan es reconegui l'autoria de l'obra original. Creative Commons
Llengua: Anglès
Document: Article ; recerca ; Versió publicada
Matèria: DO microsensor ; Ph microsensor ; Multi-analyte sensor ; MEMS technology ; Biofilm profiling ; Biofilm monitoring
Publicat a: Sensors, Vol. 19, issue 21 (2019) , art. 4747, ISSN 1424-8220

DOI: 10.3390/s19214747
PMID: 31683828


13 p, 2.4 MB

El registre apareix a les col·leccions:
Documents de recerca > Documents dels grups de recerca de la UAB > Centres i grups de recerca (producció científica) > Enginyeries > GENOCOV
Articles > Articles de recerca
Articles > Articles publicats

 Registre creat el 2020-01-14, darrera modificació el 2021-09-26



   Favorit i Compartir