Squarewave voltammetry
ಸ್ಕ್ವೇರ್ ವೇವ್ ವೋಲ್ಟಾಮೆಟ್ರಿ (ಎಸ್. ಡಬ್ಲ್ಯೂ. ವಿ) ಎಂಬುದು ರೇಖೀಯ ಸಂಭಾವ್ಯ ಸ್ವೀಪ್ ವೋಲ್ಟಾಮೆಟ್ರಿಯ ಒಂದು ರೂಪವಾಗಿದ್ದು, ಇದು ಸ್ಥಾಯಿ ವಿದ್ಯುದ್ವಾರಕ್ಕೆ ಅನ್ವಯಿಸಲಾದ ಸಂಯೋಜಿತ ಚದರ ತರಂಗ ಮತ್ತು ಮೆಟ್ಟಿಲು ಸಾಮರ್ಥ್ಯವನ್ನು ಬಳಸುತ್ತದೆ. ಇದು ಔಷಧೀಯ ಮತ್ತು ವಿವಿಧ ಸಂವೇದನಾ ಸಮುದಾಯಗಳನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಂತೆ ವಿವಿಧ ಕ್ಷೇತ್ರಗಳಲ್ಲಿ ಹಲವಾರು ಅನ್ವಯಿಕೆಗಳನ್ನು ಕಂಡುಕೊಂಡಿದೆ. 1957ರಲ್ಲಿ ಬಾರ್ಕರ್ ಮೊದಲ ಬಾರಿಗೆ ವರದಿ ಮಾಡಿದಾಗ, ಬಳಸಿದ ಕಾರ್ಯನಿರತ ವಿದ್ಯುದ್ವಾರವು ಪ್ರಾಥಮಿಕವಾಗಿ ಬೀಳುವ ಪಾದರಸದ ವಿದ್ಯುದ್ವಾರವಾಗಿತ್ತು (ಡಿಎಂಇ). ಡಿಎಂಇಯನ್ನು ಬಳಸುವಾಗ, ಪಾದರಸದ ಕುಸಿತದ ಮೇಲ್ಮೈ ವಿಸ್ತೀರ್ಣವು ಪ್ರಯೋಗದ ಅವಧಿಯುದ್ದಕ್ಕೂ ನಿರಂತರವಾಗಿ ಬದಲಾಗುತ್ತಿರುತ್ತದೆ; ಈ ಕಾರಣಕ್ಕಾಗಿ, ಸಂಗ್ರಹಿಸಿದ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಕೆಮಿಕಲ್ ಡೇಟಾವನ್ನು ವಿಶ್ಲೇಷಿಸಲು ಸಂಕೀರ್ಣವಾದ ಗಣಿತದ ಮಾದರಿಯು ಕೆಲವೊಮ್ಮೆ ಅಗತ್ಯವಾಗಿತ್ತು. ಸ್ಕ್ವೇರ್ ವೇವ್ ವೋಲ್ಟಾಮೆಟ್ರಿಕ್ ತಂತ್ರವು ಒಂದು ಪಾದರಸದ ಡ್ರಾಪ್ನೊಳಗೆ ಅಪೇಕ್ಷಿತ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಕೆಮಿಕಲ್ ಡೇಟಾವನ್ನು ಸಂಗ್ರಹಿಸಲು ಅವಕಾಶ ಮಾಡಿಕೊಟ್ಟಿತು, ಅಂದರೆ ಬದಲಾಗುತ್ತಿರುವ ಕಾರ್ಯನಿರತ ವಿದ್ಯುದ್ವಾರದ ಮೇಲ್ಮೈ ಪ್ರದೇಶವನ್ನು ಗಣನೆಗೆ ತೆಗೆದುಕೊಳ್ಳಲು ಗಣಿತದ ಮಾದರಿಯ ಅಗತ್ಯವಿರಲಿಲ್ಲ. ಸಂಕ್ಷಿಪ್ತವಾಗಿ ಹೇಳುವುದಾದರೆ, ಈ ತಂತ್ರದ ಪರಿಚಯ ಮತ್ತು ಅಭಿವೃದ್ಧಿಯು ಡಿಎಂಇ ಅಥವಾ ಎಸ್ಡಿಎಂಇ ಕಾರ್ಯನಿರತ ವಿದ್ಯುದ್ವಾರಗಳನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ವಿಶ್ವಾಸಾರ್ಹ ಮತ್ತು ಸುಲಭವಾಗಿ ಪುನರುತ್ಪಾದಿಸಬಹುದಾದ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಕೆಮಿಕಲ್ ಡೇಟಾವನ್ನು ತ್ವರಿತವಾಗಿ ಸಂಗ್ರಹಿಸಲು ಅವಕಾಶ ಮಾಡಿಕೊಟ್ಟಿತು. ಅನೇಕ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಕೆಮಿಸ್ಟ್ಗಳಿಂದ (ವಿಶೇಷವಾಗಿ ಓಸ್ಟೆರಿಯಾಂಗ್ಗಳು) ನಿರಂತರ ಸುಧಾರಣೆಗಳೊಂದಿಗೆ, ಎಸ್. ಡಬ್ಲ್ಯೂ. ವಿ ಈಗ ಆಧುನಿಕ ಪೊಟೆನ್ಷಿಯೋಸ್ಟಾಟ್ಗಳಲ್ಲಿ ಲಭ್ಯವಿರುವ ಪ್ರಾಥಮಿಕ ವೋಲ್ಟಾಮೆಟ್ರಿಕ್ ತಂತ್ರಗಳಲ್ಲಿ ಒಂದಾಗಿದೆ. ಸ್ಕ್ವೇರ್ ವೇವ್ ವೋಲ್ಟಾಮೆಟ್ರಿಕ್ ಪ್ರಯೋಗದಲ್ಲಿ, (ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಸ್ಥಾಯಿ) ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುವ ವಿದ್ಯುದ್ವಾರದಲ್ಲಿನ ಪ್ರವಾಹವನ್ನು ಅಳೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ, ಆದರೆ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುವ ವಿದ್ಯುದ್ವಾರ ಮತ್ತು ಉಲ್ಲೇಖ ವಿದ್ಯುದ್ವಾರದ ನಡುವಿನ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವನ್ನು ಸ್ಥಿರ ಆವರ್ತನದಲ್ಲಿ ಮುಂದಕ್ಕೆ ಮತ್ತು ಹಿಂದಕ್ಕೆ ಪಲ್ಸ್ ಮಾಡಲಾಗುತ್ತದೆ. ಸಂಭಾವ್ಯ ತರಂಗರೂಪವನ್ನು ಆಧಾರವಾಗಿರುವ ಮೆಟ್ಟಿಲುಗಳ ಮೇಲೆ ಸಾಮಾನ್ಯ ಚೌಕಾಕಾರದ ತರಂಗದ ಸೂಪರ್ಪೋಸಿಷನ್ ಎಂದು ನೋಡಬಹುದು (ಮೇಲಿನ ಚಿತ್ರವನ್ನು ನೋಡಿ); ಈ ಅರ್ಥದಲ್ಲಿ, ಎಸ್. ಡಬ್ಲ್ಯೂ. ವಿ. ಯನ್ನು ಮೆಟ್ಟಿಲುಗಳ ವೋಲ್ಟಾಮೆಟ್ರಿಯ ಮಾರ್ಪಾಡು ಎಂದು ಪರಿಗಣಿಸಬಹುದು. ಪ್ರವಾಹವನ್ನು ಎರಡು ಬಾರಿ ಸ್ಯಾಂಪಲ್ ಮಾಡಲಾಗುತ್ತದೆ-ಒಮ್ಮೆ ಫಾರ್ವರ್ಡ್ ಪೊಟೆನ್ಷಿಯಲ್ ಪಲ್ಸ್ನ ಕೊನೆಯಲ್ಲಿ ಮತ್ತು ಮತ್ತೆ ರಿವರ್ಸ್ ಪೊಟೆನ್ಷಿಯಲ್ ಪಲ್ಸ್ನ ಕೊನೆಯಲ್ಲಿ (ಎರಡೂ ಸಂದರ್ಭಗಳಲ್ಲಿ ಪೊಟೆನ್ಷಿಯಲ್ ದಿಕ್ಕನ್ನು ಹಿಮ್ಮುಖಗೊಳಿಸುವ ಮೊದಲು). ಈ ಕರೆಂಟ್ ಸ್ಯಾಂಪ್ಲಿಂಗ್ ತಂತ್ರದ ಪರಿಣಾಮವಾಗಿ, ಕೆಪ್ಯಾಸಿಟಿವ್ (ಕೆಲವೊಮ್ಮೆ ನಾನ್-ಫ್ಯಾರಡೈಕ್ ಅಥವಾ ಚಾರ್ಜಿಂಗ್ ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ) ಕರೆಂಟ್ನಿಂದ ಉಂಟಾಗುವ ಕರೆಂಟ್ ಸಿಗ್ನಲ್ಗೆ ಕೊಡುಗೆ ಕಡಿಮೆಯಾಗಿದೆ. ಪ್ರತಿ ಚದರ ತರಂಗ ಚಕ್ರಕ್ಕೆ ಎರಡು ವಿಭಿನ್ನ ನಿದರ್ಶನಗಳಲ್ಲಿ ಪ್ರಸ್ತುತ ಮಾದರಿಯನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಪರಿಣಾಮವಾಗಿ, ಎರಡು ಪ್ರಸ್ತುತ ತರಂಗರೂಪಗಳನ್ನು ಸಂಗ್ರಹಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ-ಎರಡೂ ರೋಗನಿರ್ಣಯದ ಮೌಲ್ಯವನ್ನು ಹೊಂದಿವೆ ಮತ್ತು ಆದ್ದರಿಂದ ಸಂರಕ್ಷಿಸಲಾಗಿದೆ. ಪ್ರತ್ಯೇಕವಾಗಿ ನೋಡಿದಾಗ, ಮುಂದಕ್ಕೆ ಮತ್ತು ಹಿಮ್ಮುಖ ಪ್ರವಾಹ ತರಂಗರೂಪಗಳು ಆವರ್ತಕ ವೋಲ್ಟಮೋಗ್ರಾಮ್ನ ನೋಟವನ್ನು ಅನುಕರಿಸುತ್ತವೆ (ಇದು ಆನೋಡಿಕ್ ಅಥವಾ ಕ್ಯಾಥೋಡಿಕ್ ಅರ್ಧಭಾಗಗಳಿಗೆ ಅನುರೂಪವಾಗಿದೆ, ಆದಾಗ್ಯೂ, ಪ್ರಾಯೋಗಿಕ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳ ಮೇಲೆ ಅವಲಂಬಿತವಾಗಿದೆ). ಫಾರ್ವರ್ಡ್ ಮತ್ತು ರಿವರ್ಸ್ ಕರೆಂಟ್ ತರಂಗರೂಪಗಳೆರಡೂ ರೋಗನಿರ್ಣಯದ ಮೌಲ್ಯವನ್ನು ಹೊಂದಿದ್ದರೂ, ಎಸ್. ಡಬ್ಲ್ಯೂ. ವಿ. ಯಲ್ಲಿ ಪೊಟೆನ್ಷಿಯೋಸ್ಟ್ಯಾಟ್ ತಂತ್ರಾಂಶವು ಯಾವಾಗಲೂ ಫಾರ್ವರ್ಡ್ ಕರೆಂಟ್ ತರಂಗರೂಪದಿಂದ ರಿವರ್ಸ್ ಕರೆಂಟ್ ತರಂಗರೂಪವನ್ನು ಕಳೆಯುವ ಮೂಲಕ ಪಡೆದ ಭೇದಾತ್ಮಕ ಕರೆಂಟ್ ತರಂಗರೂಪವನ್ನು ರೂಪಿಸುತ್ತದೆ. ಈ ಭೇದಾತ್ಮಕ ವಕ್ರರೇಖೆಯನ್ನು ನಂತರ ಅನ್ವಯಿಕ ಸಾಮರ್ಥ್ಯದ ವಿರುದ್ಧ ರೂಪಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಡಿಫರೆನ್ಷಿಯಲ್ ಕರೆಂಟ್ ವರ್ಸಸ್ ಅಪ್ಲೈಡ್ ಪೊಟೆನ್ಷಿಯಲ್ ಪ್ಲಾಟ್ನಲ್ಲಿನ ಶಿಖರಗಳು ರೆಡಾಕ್ಸ್ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳನ್ನು ಸೂಚಿಸುತ್ತವೆ, ಮತ್ತು ಈ ಪ್ಲಾಟ್ನಲ್ಲಿನ ಶಿಖರಗಳ ಪ್ರಮಾಣಗಳು ವಿವಿಧ ರೆಡಾಕ್ಸ್ ಸಕ್ರಿಯ ಪ್ರಭೇದಗಳ ಸಾಂದ್ರತೆಗೆ ಅನುಪಾತದಲ್ಲಿರುತ್ತವೆಃ ಇಲ್ಲಿ δip ಎಂಬುದು ಡಿಫರೆನ್ಷಿಯಲ್ ಕರೆಂಟ್ ಗರಿಷ್ಠ ಮೌಲ್ಯವಾಗಿದೆ, A ಎಂಬುದು ವಿದ್ಯುದ್ವಾರದ ಮೇಲ್ಮೈ ವಿಸ್ತೀರ್ಣವಾಗಿದೆ, C0 * ಎಂಬುದು ಪ್ರಭೇದಗಳ ಸಾಂದ್ರತೆಯಾಗಿದೆ, D0 ಎಂಬುದು ಪ್ರಭೇದಗಳ ಪ್ರಸರಣವಾಗಿದೆ, tp ಎಂಬುದು ನಾಡಿ ಅಗಲವಾಗಿದೆ, ಮತ್ತು δχp ಎಂಬುದು ಆಯಾಮವಿಲ್ಲದ ನಿಯತಾಂಕವಾಗಿದೆ, ಇದು ಸಾಮಾನ್ಯ ನಾಡಿ ವೋಲ್ಟಾಮೆಟ್ರಿಯಲ್ಲಿನ ಸೀಮಿತ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಗೆ ಸಂಬಂಧಿಸಿದಂತೆ ಎಸ್. ಡಬ್ಲ್ಯೂ. ವಿ. ಯಲ್ಲಿನ ಗರಿಷ್ಠ ಎತ್ತರವನ್ನು ಅಳೆಯುತ್ತದೆ. ಪ್ರಸರಣ ಪದರದ ನವೀಕರಣ ಸ್ಕ್ವೇರ್ ವೇವ್ ವೋಲ್ಟಾಮೆಟ್ರಿಕ್ ವಿಶ್ಲೇಷಣೆಗಳಲ್ಲಿ, ಸಂಭಾವ್ಯ ಚಕ್ರಗಳ ನಡುವೆ ಪ್ರಸರಣ ಪದರವನ್ನು ನವೀಕರಿಸಲಾಗುವುದಿಲ್ಲ ಎಂಬುದನ್ನು ಗಮನಿಸುವುದು ಮುಖ್ಯವಾಗಿದೆ. ಹೀಗಾಗಿ, ಪ್ರತಿ ಚಕ್ರವನ್ನು ಪ್ರತ್ಯೇಕವಾಗಿ ವೀಕ್ಷಿಸಲು ಸಾಧ್ಯವಿಲ್ಲ/ನಿಖರವಾಗಿಲ್ಲ; ಪ್ರತಿ ಚಕ್ರಕ್ಕೆ ಇರುವ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳು ಸಂಕೀರ್ಣ ಪ್ರಸರಣ ಪದರವಾಗಿದ್ದು, ಇದು ಎಲ್ಲಾ ಹಿಂದಿನ ಸಂಭಾವ್ಯ ಚಕ್ರಗಳ ಮೂಲಕ ವಿಕಸನಗೊಂಡಿದೆ. ಒಂದು ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಚಕ್ರದ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳು ಇತರ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಕೆಮಿಕಲ್ ಪರಿಗಣನೆಗಳ ಜೊತೆಗೆ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಡ್ ಕೈನೆಟಿಕ್ಸ್ನ ಕಾರ್ಯವೂ ಆಗಿವೆ. ಅನ್ವಯಿಕೆಗಳು ಫ್ಯಾರಡೈಕ್ ಅಲ್ಲದ ಪ್ರವಾಹಗಳಿಂದ ಕನಿಷ್ಠ ಕೊಡುಗೆಗಳು, ಪ್ರತ್ಯೇಕ ಮುಂದಕ್ಕೆ ಮತ್ತು ಹಿಮ್ಮುಖ ಪ್ರವಾಹದ ಪ್ಲಾಟ್ಗಳ ಬದಲಿಗೆ ಭೇದಾತ್ಮಕ ಪ್ರವಾಹದ ಪ್ಲಾಟ್ಗಳ ಬಳಕೆ ಮತ್ತು ಸಂಭಾವ್ಯ ಹಿಮ್ಮುಖ ಮತ್ತು ಪ್ರಸ್ತುತ ಮಾದರಿಯ ನಡುವಿನ ಗಮನಾರ್ಹ ಸಮಯ ವಿಕಸನದಿಂದಾಗಿ, ಎಸ್. ಡಬ್ಲ್ಯೂ. ವಿ. ಯನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಹೆಚ್ಚಿನ ಸೂಕ್ಷ್ಮತೆಯ ಸ್ಕ್ರೀನಿಂಗ್ ಅನ್ನು ಪಡೆಯಬಹುದು. ಈ ಕಾರಣಕ್ಕಾಗಿ, ಸ್ಕ್ವೇರ್ ವೇವ್ ವೋಲ್ಟಾಮೆಟ್ರಿಯನ್ನು ಹಲವಾರು ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಕೆಮಿಕಲ್ ಅಳತೆಗಳಲ್ಲಿ ಬಳಸಲಾಗಿದೆ ಮತ್ತು ಇದನ್ನು ಇತರ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋನಾಲಿಟಿಕಲ್ ತಂತ್ರಗಳಿಗೆ ಸುಧಾರಣೆ ಎಂದು ಪರಿಗಣಿಸಬಹುದು. ಉದಾಹರಣೆಗೆ, ಎಸ್. ಡಬ್ಲ್ಯೂ. ವಿ. ಯು ಹಿನ್ನೆಲೆ ಪ್ರವಾಹಗಳನ್ನು ಆವರ್ತಕ ವೋಲ್ಟಾಮೆಟ್ರಿಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚು ಪರಿಣಾಮಕಾರಿಯಾಗಿ ನಿಗ್ರಹಿಸುತ್ತದೆ-ಈ ಕಾರಣಕ್ಕಾಗಿ, ಸಿ. ವಿ. ಯಲ್ಲಿ ಎಸ್. ಡಬ್ಲ್ಯೂ. ವಿ. ಯನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ನ್ಯಾನೊಮೋಲಾರ್ ಮಾಪಕದಲ್ಲಿ ವಿಶ್ಲೇಷಣಾ ಸಾಂದ್ರತೆಯನ್ನು ನೋಂದಾಯಿಸಬಹುದು. ಎಸ್. ಡಬ್ಲ್ಯೂ. ವಿ. ವಿಶ್ಲೇಷಣೆಯನ್ನು ಇತ್ತೀಚೆಗೆ ವೋಲ್ಟಾಮೆಟ್ರಿಕ್ ಕ್ಯಾಟೆಕೋಲ್ ಸಂವೇದಕದ ಅಭಿವೃದ್ಧಿಯಲ್ಲಿ, ಹೆಚ್ಚಿನ ಸಂಖ್ಯೆಯ ಔಷಧಿಗಳ ವಿಶ್ಲೇಷಣೆಯಲ್ಲಿ ಮತ್ತು 2,4,6-ಟಿಎನ್ಟಿ ಮತ್ತು 2,4-ಡಿಎನ್ಟಿ ಸಂವೇದಕದ ಅಭಿವೃದ್ಧಿ ಮತ್ತು ನಿರ್ಮಾಣದಲ್ಲಿ ಬಳಸಲಾಗಿದೆ. ಸ್ವತಂತ್ರ ವಿಶ್ಲೇಷಣೆಗಳಲ್ಲಿ ಬಳಸಲಾಗುವುದರ ಜೊತೆಗೆ, ಎಸ್. ಡಬ್ಲ್ಯೂ. ವಿ. ಯನ್ನು ತೆಳುವಾದ ಪದರದ ಕ್ರೊಮ್ಯಾಟೋಗ್ರಫಿ (ಟಿಎಲ್ಸಿ) ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚಿನ ಒತ್ತಡದ ದ್ರವ ಕ್ರೊಮ್ಯಾಟೋಗ್ರಫಿಗೆ ಸೀಮಿತವಾಗಿರದ ಇತರ ವಿಶ್ಲೇಷಣಾತ್ಮಕ ತಂತ್ರಗಳೊಂದಿಗೆ ಸಹ ಜೋಡಿಸಲಾಗಿದೆ. ವೋಲ್ಟಾಮೆಟ್ರಿ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಅನಾಲಿಟಿಕಲ್ ವಿಧಾನದ ಉಲ್ಲೇಖಗಳು ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಅನಾಲಿಟಿಕಲ್ ವಿಧಾನಗಳನ್ನು ಸಹ ನೋಡಿ.