Open-Source Photometric System for Enzymatic Nitrate Quantification/es
| Tipo | |
|---|---|
| Autores | Joshua M. Pearce |
| Estado | Diseñado Modelado Prototipado Verificado |
| Años | 2015 |
| Fabricado | Sí |
| Replicado | Sí |
| Costo | USD 63.59 |
El nitrato , la forma más oxidada del nitrógeno, está regulado para proteger a las personas y los animales de niveles nocivos, ya que existe una gran sobreabundancia debido a factores antropogénicos. Las pruebas de campo generalizadas para detectar nitrato podrían empezar a abordar el problema de la contaminación por nitratos; sin embargo, el método de reducción de cadmio, el método certificado líder para detectar y cuantificar el nitrato, requiere el uso de un metal pesado tóxico. Una alternativa, el método de análisis de nitrógeno-nitrato mediante nitrato reductasa, propuesto recientemente por la Agencia de Protección Ambiental (EPA) , elimina este problema, pero requiere un espectrofotómetro patentado costoso. El desarrollo de un fotómetro portátil y económico agilizará enormemente el análisis de nitratos en campo para combatir la contaminación. Para lograr este objetivo, se propone una metodología para el diseño, desarrollo y validación técnica de una plataforma mejorada de código abierto para el análisis de agua, capaz de realizar el análisis de nitrógeno-nitrato mediante nitrato reductasa. Este enfoque se evalúa por su potencial para i) eliminar la necesidad de productos químicos tóxicos en las pruebas de agua para nitratos y nitritos, ii) reducir el costo del equipo para realizar este método de medición de la calidad del agua y iii) facilitar la realización del método en el campo. El dispositivo puede funcionar tan bien como los sistemas comerciales patentados por menos del 15 % del costo de los materiales. Esto permite un mayor acceso a la tecnología y a la nueva técnica de prueba de nitratos más segura.
- Este proyecto se deriva de: Plataforma móvil de código abierto para pruebas de calidad del agua
- Archivos STL para la carcasa de impresión 3D
- Código OpenSCAD: Archivo:Photometer.scad
- Software de código abierto: https://github.com/NitrateEliminationCo/NECiOpenWater
Póster sobre enzimas y fotómetros en Pittcon 2016
- WH Campbell, ER Campbell, DA Squires, J. Walbeck, W. Ashbaugh, A. Davidson, BT Wittbrodt, JM Pearce. Enzimas y fotómetros. Este póster se presentó en Pittcon 2016 - Sesión 820 - Instrumentos portátiles. Descargar póster.
NECi Superior Enzymes desarrolla métodos de química húmeda que reemplazan metales y otros productos químicos con reactivos de proteínas recombinantes. Estos reactivos de proteínas se producen en sistemas de expresión de proteínas estrictamente controlados para garantizar la consistencia entre lotes y, por lo tanto, pueden considerarse como cualquier otro producto químico de grado reactivo. Los reactivos enzimáticos de nitrato reductasa de NECi para la cuantificación de nitrato han estado en el mercado comercial durante más de diez años[3]. Las validaciones del método de nitrato reductasa incluyen USGS, ASTM y validaciones pendientes para la Ley de Agua Limpia de la EPA de EE. UU.+, la Ley de Agua Potable Segura+ y los Métodos Estándar+. Desde entonces, NECi Superior Enzymes ha desarrollado metodologías de prueba basadas en enzimas para la cuantificación de fosfato[2], y el equipo de investigación y desarrollo está desarrollando actualmente métodos para la cuantificación de etanol, glicerol y galactosa. La idea de este proyecto surgió de la falta de fotómetros económicos compatibles con cubetas estándar de 1 ml para proporcionar datos cuantitativos de los métodos descritos anteriormente.
+Métodos pendientes
- Wittbrodt BT, Squires DA, Walbeck J, Campbell E, Campbell WH, Pearce JM (2015) Sistema fotométrico de código abierto para la cuantificación enzimática de nitrato. PLoS ONE 10(8): e0134989. doi:10.1371/journal.pone.0134989
- Campbell ER, Warsko K, Davidson AM, Campbell WH (2015) Determinación de fosfato en extractos de suelo en el campo: un método enzimático de química verde. Methods X 2, pp211-218. doi:10.1016/j.mex.2015.04.003
- Campbell WH, Song P, Barbier GG (2006) Nitrato reductasa para el análisis de nitratos en agua. Environmental Chemistry Letters 4(2) pp 69-73. doi:10.1007/s10311-006-0035-4
Lista de materiales
Desglose de costos de la carcasa del fotómetro y la electrónica (número de pieza de Digikey a menos que se indique lo contrario).
Esquemas electrónicos
Cómo usarlo
| NECi Superior Enzymes |
|---|
| Espectrómetro OS utilizado para analizar el suelo con un kit de prueba de nitratos simplificado |
Los kits de prueba de nitratos de NECi se basan en enzimas, a diferencia de otros kits de prueba de nitratos disponibles comercialmente. Las enzimas son proteínas de origen biológico, lo que significa que son seguras de manipular y desechar. Estos kits son fáciles de usar y son excelentes herramientas educativas para aprender sobre la actividad enzimática, la calidad del agua, la bioquímica, la agricultura y más. Pregunte por nuestro "descuento educativo" para uso en el aula. No se requiere capacitación de laboratorio y los resultados están listos en 30 minutos
El diseño compacto y ligero del kit permite una fácil determinación instantánea de nitratos in situ. La EPA de EE. UU. y muchos estados patrocinan programas para que los ciudadanos monitoreen la calidad del agua en su comunidad (Más información de la EPA aquí ). Estos kits miden los nitratos tanto en agua dulce como salada.
En todos los casos, puede obtener una estimación aproximada de la tabla de colores, pero para obtener lecturas precisas como las de un laboratorio profesional, necesita usar el fotómetro de código abierto.
Para obtener más información sobre los kits de prueba, comuníquese con NECi Superior Enzymes al 888.NITRATE o visite nitrate.com .
Instrucciones para el agua
Puede usar los kits de prueba colorimétricos de NECi con el fotómetro para medir el contenido de nitrato en:
- Agua de pozo, agua potable, agua agrícola, agua de estanque
- Arroyos, lagos, ríos, océanos, humedales y otras cuencas hidrográficas ambientales
- Aguas residuales, efluentes de fabricación industrial y más
- Agua de acuario, hidropónica, acuicultura y acuaponía
Especificaciones:
- Kit de prueba de nitrato de agua de rango estándar
- Kit de prueba de nitrato de agua de rango bajo
- SDS para kits de prueba de campo simplificados
Instrucciones para el suelo
Para obtener un alto rendimiento de los cultivos, es necesario que haya suficiente nitrato disponible en el suelo, mientras que la sobreaplicación resulta en un desperdicio de fertilizante. Haga el mejor uso de los estiércoles en cumplimiento con el NMP, practique una buena administración ambiental para prevenir la escorrentía de nitratos de las aguas subterráneas. Use este kit para la prueba de nitratos del suelo previa a la fertilización lateral para una aplicación adecuada de nutrientes.
El kit NECi detectará de 0 ppm a 50 ppm de nitrato-N (50 ppm de nitrato-N = 250 lb N/acre)
- Hoja de instrucciones del kit de prueba de nitratos del suelo
- Hoja de datos para el suelo
- SDS para kits de prueba de campo simplificados
Instrucciones de prueba de nitratos del pecíolo de la planta
Use este kit para analizar los niveles de nitrato en las plantas y afinar la aplicación adecuada de fertilizantes. Analice los tallos de maíz y algodón o la savia de los pecíolos de los cultivos de hojas para monitorear las fluctuaciones del nivel de nitrato. Para obtener mejores resultados, consulte a un asesor de cultivos certificado para obtener consejos sobre el muestreo de plantas. Consulte las pautas de nitrato de la savia del pecíolo en Información relacionada para analizar los pecíolos de los cultivos
Este kit detectará de 0 ppm a 1000 ppm de nitrato-N. (1000 ppm de nitrato-N = 5000 ppm de nitrato)
- Instrucciones del kit de prueba de nitrato en pecíolos de plantas
- Hoja de datos para pecíolos de plantas
- SDS para kits de prueba de campo simplificados
Instrucciones de la prueba de nitrato en forraje verde
El kit de prueba de nitrato NECi para alimento para ganado se utiliza para prevenir la toxicidad del ganado por exceso de nitrato, a menudo causada por condiciones de sequía.
- Instrucciones del kit de prueba de nitrato en forraje verde
- Hoja de datos para forraje verde
- SDS para kits de prueba de campo simplificados
Ver también
- Laboratorio de código abierto
- Plataforma móvil de código abierto para pruebas de calidad del agua
- Colorímetro de código abierto
- Construcción de equipos de investigación con hardware libre y de código abierto
- Ciencia de código abierto
- Óptica de código abierto
- Impresión 3D de código abierto de OSAT
- Hardware de código abierto
En las noticias
- Creando un mejor kit de prueba de nitratos - Michigan Tech News, Phys.org , Science News Online , Product Design and Development , Lab Manager Magazine , R&D Magazine, Science Daily , ChemEurope , Analytica World , Q-More , Innovation Toronto , Technology.org , Environmental Research Web , Daily Green World
- Nuevo kit de prueba de nitratos compacto y asequible desarrollado para ciudadanos - SciCasts
- LABORATORIO DE MICHIGAN TECH CREANDO UN MEJOR KIT DE PRUEBA DE NITRATOS - Tech Century
- Estudiantes de Michigan Tech crean un dispositivo de prueba de nitratos - TV6 (NBC) y Fox UP
- Nuevo probador de nitratos desarrollado - The Keweenaw Report
- Probador de nitratos simple y barato de código abierto - HackADay, Hackable Devices.org
- El kit de prueba de nitratos de código abierto es una excelente herramienta de aprendizaje de química - Reef Builders
- Dispositivo de prueba: fotómetro tecnológico encuentra nitratos en agua y suelo - The Mining Gazette
- Dispositivo portátil de bajo costo para la medición de nutrientes Ag Tech Exchange
- Verificador de nitrato de código abierto - Buena información
- MONITOREO DE LA CALIDAD DEL AGUA EN SU TELÉFONO INTELIGENTE DE UP FIRM - Tech Century
| Autores | Joshua M. Pearce |
|---|---|
| Licencia | CC-BY-SA-3.0 |
| Organizaciones | Laboratorio de Tecnología de Sostenibilidad Abierta de Michigan Tech , MTU |
| Citar como | Joshua M. Pearce (2015–2025). «Sistema fotométrico de código abierto para la cuantificación enzimática de nitrato» . Appropedia . Consultado el 22 de octubre de 2025. |
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