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Electroanalytical Strategies for Local pH Sensing at Solid–Liquid Interfaces and Biointerfaces
ACS Sensors ( IF 8.2 ) Pub Date : 2024-09-04 , DOI: 10.1021/acssensors.4c01391 Isabell Wachta 1 , Kannan Balasubramanian 1
ACS Sensors ( IF 8.2 ) Pub Date : 2024-09-04 , DOI: 10.1021/acssensors.4c01391 Isabell Wachta 1 , Kannan Balasubramanian 1
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Obtaining analytical information about chemical species at interfaces is fundamentally important to improving our understanding of chemical reactions and biological processes. pH at solid–liquid interfaces is found to deviate from the bulk solution value, for example, in electrocatalytic reactions at surfaces or during the corrosion of metals. Also, in the vicinity of living cells, metabolic reactions or cellular responses cause changes in pH at the extracellular interface. In this review, we collect recent progress in the development of sensors with the capability to detect pH at or close to solid–liquid and bio interfaces, with spatial and time resolution. After the two main principles of pH detection are presented, the different classes of molecules and materials that are used as active components in these sensors are described. The review then focuses on the reported electroanalytical techniques for local pH sensing. As application examples, we discuss model studies that exploit local pH sensing in the area of electrocatalysis, corrosion, and cellular interfaces. We conclude with a discussion of key challenges for wider use of this analytical approach, which shows promise to improve the mechanistic understanding of reactions and processes at realistic interfaces.
中文翻译：
固液界面和生物界面局部 pH 传感的电分析策略
获取界面化学物质的分析信息对于提高我们对化学反应和生物过程的理解至关重要。固液界面的 pH 值被发现与本体溶液值存在偏差，例如在表面电催化反应或金属腐蚀过程中。此外，在活细胞附近，代谢反应或细胞反应会导致细胞外界面的 pH 值发生变化。在这篇综述中，我们收集了传感器开发的最新进展，这些传感器能够以空间和时间分辨率检测固液和生物界面处或附近的 pH 值。在介绍 pH 检测的两个主要原理之后，描述了在这些传感器中用作活性成分的不同类别的分子和材料。然后，综述重点关注已报道的用于局部 pH 传感的电分析技术。作为应用示例，我们讨论了在电催化、腐蚀和细胞界面领域利用局部 pH 传感的模型研究。最后，我们讨论了更广泛使用这种分析方法的关键挑战，该方法有望提高对现实界面反应和过程的机械理解。
更新日期：2024-09-04
中文翻译：
固液界面和生物界面局部 pH 传感的电分析策略
获取界面化学物质的分析信息对于提高我们对化学反应和生物过程的理解至关重要。固液界面的 pH 值被发现与本体溶液值存在偏差，例如在表面电催化反应或金属腐蚀过程中。此外，在活细胞附近，代谢反应或细胞反应会导致细胞外界面的 pH 值发生变化。在这篇综述中，我们收集了传感器开发的最新进展，这些传感器能够以空间和时间分辨率检测固液和生物界面处或附近的 pH 值。在介绍 pH 检测的两个主要原理之后，描述了在这些传感器中用作活性成分的不同类别的分子和材料。然后，综述重点关注已报道的用于局部 pH 传感的电分析技术。作为应用示例，我们讨论了在电催化、腐蚀和细胞界面领域利用局部 pH 传感的模型研究。最后，我们讨论了更广泛使用这种分析方法的关键挑战，该方法有望提高对现实界面反应和过程的机械理解。
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