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Tutorial review: Enrichment and separation of neutral and charged species by ion concentration polarization focusing
Analytica Chimica Acta ( IF 5.7 ) Pub Date : 2020-09-01 , DOI: 10.1016/j.aca.2020.06.021 Beatrise Berzina 1 , Robbyn K Anand 1
Analytica Chimica Acta ( IF 5.7 ) Pub Date : 2020-09-01 , DOI: 10.1016/j.aca.2020.06.021 Beatrise Berzina 1 , Robbyn K Anand 1
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Ion concentration polarization focusing (ICPF) is an electrokinetic technique, in which analytes are enriched and separated along a localized electric field gradient in the presence of a counter flow. This field gradient is generated by depletion of ions of the background electrolyte at an ion permselective junction. In this tutorial review, we summarize the fundamental principles and experimental parameters that govern selective ion transport and the stability of the enriched analyte plug. We also examine faradaic ICP (fICP), in which local ion concentration is modulated via electrochemical reactions as an attractive alternative to ICP that achieves similar performance with a decrease in both power consumption and Joule heating. The tutorial covers important challenges to the broad application of ICPF including undesired pH gradients, low volumetric throughput, samples that induce biofouling or are highly conductive, and limited approaches to on- or off-chip analysis. Recent developments in the field that seek to address these challenges are reviewed along with new approaches to maximize enrichment, focus uncharged analytes, and achieve enrichment and separation in water-in-oil droplets. For new practitioners, we discuss practical aspects of ICPF, such as strategies for device design and fabrication and the relative advantages of several types of ion selective junctions and electrodes. Lastly, we summarize tips and tricks for tackling common experimental challenges in ICPF.
中文翻译：
教程回顾：通过离子浓差极化聚焦富集和分离中性和带电物种
离子浓差极化聚焦 (ICPF) 是一种电动技术，其中分析物在存在逆流的情况下沿局部电场梯度富集和分离。该场梯度是通过在离子选择性渗透连接处耗尽背景电解质的离子而产生的。在本教程回顾中，我们总结了控制选择性离子传输和富集分析物塞稳定性的基本原理和实验参数。我们还研究了法拉第 ICP (fICP)，其中通过电化学反应调节局部离子浓度，作为 ICP 的一种有吸引力的替代方案，它在功耗和焦耳热均降低的情况下实现了类似的性能。本教程涵盖了 ICPF 广泛应用的重要挑战，包括不希望的 pH 梯度、低体积通量、导致生物污染或高导电性的样品，以及片上或片外分析的方法有限。该领域旨在解决这些挑战的最新进展与最大限度富集、聚焦不带电分析物以及实现油包水液滴的富集和分离的新方法一起进行了审查。对于新的从业者，我们将讨论 ICPF 的实用方面，例如器件设计和制造的策略以及几种类型的离子选择性结和电极的相对优势。最后，我们总结了应对 ICPF 中常见实验挑战的技巧和窍门。该领域旨在解决这些挑战的最新进展与最大限度富集、聚焦不带电分析物以及实现油包水液滴的富集和分离的新方法一起进行了审查。对于新的从业者，我们将讨论 ICPF 的实用方面，例如器件设计和制造的策略以及几种类型的离子选择性结和电极的相对优势。最后，我们总结了应对 ICPF 中常见实验挑战的技巧和窍门。该领域旨在解决这些挑战的最新进展与最大限度富集、聚焦不带电分析物以及实现油包水液滴的富集和分离的新方法一起进行了审查。对于新的从业者，我们将讨论 ICPF 的实用方面，例如器件设计和制造的策略以及几种类型的离子选择性结和电极的相对优势。最后，我们总结了应对 ICPF 中常见实验挑战的技巧和窍门。
更新日期：2020-09-01
中文翻译：
教程回顾：通过离子浓差极化聚焦富集和分离中性和带电物种
离子浓差极化聚焦 (ICPF) 是一种电动技术，其中分析物在存在逆流的情况下沿局部电场梯度富集和分离。该场梯度是通过在离子选择性渗透连接处耗尽背景电解质的离子而产生的。在本教程回顾中，我们总结了控制选择性离子传输和富集分析物塞稳定性的基本原理和实验参数。我们还研究了法拉第 ICP (fICP)，其中通过电化学反应调节局部离子浓度，作为 ICP 的一种有吸引力的替代方案，它在功耗和焦耳热均降低的情况下实现了类似的性能。本教程涵盖了 ICPF 广泛应用的重要挑战，包括不希望的 pH 梯度、低体积通量、导致生物污染或高导电性的样品，以及片上或片外分析的方法有限。该领域旨在解决这些挑战的最新进展与最大限度富集、聚焦不带电分析物以及实现油包水液滴的富集和分离的新方法一起进行了审查。对于新的从业者，我们将讨论 ICPF 的实用方面，例如器件设计和制造的策略以及几种类型的离子选择性结和电极的相对优势。最后，我们总结了应对 ICPF 中常见实验挑战的技巧和窍门。该领域旨在解决这些挑战的最新进展与最大限度富集、聚焦不带电分析物以及实现油包水液滴的富集和分离的新方法一起进行了审查。对于新的从业者，我们将讨论 ICPF 的实用方面，例如器件设计和制造的策略以及几种类型的离子选择性结和电极的相对优势。最后，我们总结了应对 ICPF 中常见实验挑战的技巧和窍门。该领域旨在解决这些挑战的最新进展与最大限度富集、聚焦不带电分析物以及实现油包水液滴的富集和分离的新方法一起进行了审查。对于新的从业者，我们将讨论 ICPF 的实用方面，例如器件设计和制造的策略以及几种类型的离子选择性结和电极的相对优势。最后，我们总结了应对 ICPF 中常见实验挑战的技巧和窍门。
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