Entwicklung alternativer Methoden zur Nukleotid- Analytik in der ...

2. Material und Methoden 35
2.2.4 Elektrochemische Detektion
2.2.4.1 Amperometrie
Bei der Amperometrie handelt es sich um eine potentiostatische Technik. Durch
ein vorgewähltes Potential kommt es zu einem erzwungenen Elektronentransfer
zwischen einer elektrochemisch aktiven Spezies und einer Elektrode. Der resultierende
Strom I ist ein Maß für die pro Zeiteinheit an der Elektrodenoberfläche umgesetzten
Moleküle.
I = zFA ⋅ j (5)
Der Strom ist der Anzahl der pro Molekül übertragenen Elektronen z, der Faraday-
Konstante F, der Elektrodenfläche A und der Anzahl der pro Zeiteinheit an der
Elektrode umgesetzten Moleküle j proportional (Gl. 5). Der Transport der elektro-
chemisch aktiven Substanz kann dabei durch Diffusion, Konvektion und Migration
erfolgen. Für Reaktionen, bei denen der Elektronentransfer durch die Phasengrenze
im Vergleich zum Massentransport zur Elektrodenoberfläche durch Diffusion sehr
schnell abläuft, ergibt sich Gleichung 6:
zFDc0
ID = (6)
σ
Der Massentransport wird durch den Diffusionskoeffizienten D, die Dicke der
Diffusionsschicht an der Phasengrenze Elektrode/Lösung σ und die Konzentration
der elektrochemisch aktiven Substanz c0 in der Lösung bestimmt. Der allein durch die
Diffusion begrenzte Strom wird daher als Diffusionsgrenzstrom ID bezeichnet. Da der
Diffusionskoeffizient und damit auch der Diffusionsgrenzstrom temperaturabhängig
ist, müssen solche Einflüsse bei amperometrischen Messungen mit berücksichtigt
werden.
Wählt man das Elektrodenpotential negativer als das Standardpotential E° der redoxaktiven
Substanz (Depolarisator), so wird seine oxidierte Form reduziert. Im
umgekehrten Fall (Elektrodenpotential positiver als Standardpotential) läuft bevorzugt
die Oxidation der reduzierten Form ab.