Двухмодовые датчики на углеродных наноточках для быстрого, селективного обнаружения перекиси водорода

Аннотация

Перекись водорода (H₂O₂) является важным продуктом оксидаза-зависимых ферментативных реакций, таких как реакция глюкоза/глюкозоксидаза (GOD). Поэтому зондирование генерируемого H₂O₂ для достижения обнаружения различных углеводов и их оксидаз имеет большое значение. В данной работе мы сообщаем об одном виде двухлучистых углеродных наноточек (CDs), которые могут служить новыми двухмодовыми нанодатчиками с флуорометрическим и колориметрическим выходом для селективного обнаружения H₂O₂. Двухмодовые нанодатчики устанавливаются только за счет недекорированных двухлучистых CDs, где при добавлении различных концентраций H₂O₂ в раствор CDs наблюдаются значительные флуорометрические и колориметрические изменения, что способствует достижению глазного обнаружения H₂O₂. Механизм нанодатчиков можно приписать тому факту, что внешние химические стимулы, такие как гидроксильные радикалы от H₂O₂, вызывают изменение поверхностных свойств и агрегацию CDs, которые доминируют в излучении и поглощении CDs. Построенные двухмодовые нанодатчики демонстрируют хорошую биосовместимость и высокую селективность к H₂O₂ с линейным диапазоном обнаружения от 0.05 до 0.5 М и позволяют обнаруживать H₂O₂ до 14 мМ.

Введение

Флуоресцентные углеродные наноточки (CDs) вызвали обширное исследовательское внимание за их уникальные физико-химические свойства, такие как хорошая биосовместимость, низкая токсичность, настраиваемая фоtolюминесценция (PL) и высокий квантовый выход. Благодаря вышеуказанным характеристикам CDs нашли потенциальные приложения в различных областях, включая, но не ограничиваясь, биоименирование, биодатчики и светоизлучающие устройства [1,2,3,4,5,6,7,8,9]. Более того, благодаря их способности к ап- и даун-конверсии, отсутствию оптического мерцания и высокой фотостабильности по сравнению с органическими красителями или полупроводниковыми квантовыми точками (КТ), CDs более подходят для приложений в флуоресцентных нанодатчиках за счет усиления или гашения флуоресценции [10,11,12,13,14,15,16,17,18,19].

Перекись водорода (H₂O₂) является одним из распространенных окислителей, который всегда используется как медицинский дезинфектант за способность к стерилизации. Кроме того, H₂O₂ также является важным продуктом оксидаза-зависимых ферментативных реакций, таких как реакция глюкоза/глюкозоксидаза (GOD). Поэтому сенсорная стратегия через зондирование H₂O₂ может быть использована как перспективный подход для обнаружения углеводов и их оксидаз. По этой причине сенсирование H₂O₂ может использоваться для мониторинга заболеваний, связанных с обменом углеводов, таких как диабет. В настоящее время, хотя различные глюкозные датчики на основе определения H₂O₂ были разработаны с использованием различных аналитических методов, ранее сообщенные сенсорные системы в основном основаны на единичном сигнале, таком как кондуктометрическое, флуорометрическое или колориметрическое изменение [20,21,22]. Недавно достижения в нанотехнологиях, особенно в флуоресцентных наночастицах, таких как полупроводниковые КТ и возникающие углеродные наночастицы, привели к новым нанодатчикам H₂O₂. Lu et al. разработали один вид двухлучистых микрогибридов (DEMBs), комбинируя КТ CdTe и родамин для риометрического флуоресцентного сенсирования глюкозы через мониторинг генерации H₂O₂ [20]. Zhang et al. сообщили о флуоресцентном нанодатчике, показывающем селективный и чувствительный отклик на H₂O₂ через гашение флуоресценции CDs [21, 22]. Однако эти работы неизбежно несут внутренние дефекты полупроводниковых КТ с дорогими химическими компонентами и загрязнением тяжелыми металлами. Более того, нанодатчики на основе единичного сигнала, либо гашения флуоресценции, либо изменения цвета, могут иметь плохую стабильность анализа из-за флуктуаций окружающих факторов и ошибок экспериментальных операций. Исходя из вышеизложенного, мы стремимся разработать новый класс флуоресцентных CDs, чья флуоресценция и цвет раствора очень чувствительны к изменению концентраций H₂O₂. Таким образом, двухмодовый нанодатчик на основе этих CDs может быть достигнут для четкого и чувствительного сенсирования H₂O₂ путем одновременного инспектирования флуорометрических и колориметрических изменений раствора CDs, что способствует реализации глазного обнаружения H₂O₂.

В этом исследовании мы разработали простой и удобный метод синтеза нового типа CDs, который демонстрирует темно-красный цвет раствора под видимым светом и двухлучистую флуоресцентную эмиссию под 365-нм УФ-лампой (синяя и зеленая флуоресцентная эмиссия). CDs просто синтезируются солвотермальным методом с лимонной кислотой, мочевиной и N,N-диметилформамидом (DMF) как источником углерода, источником азота и реакционным растворителем соответственно. Флуоресценция и цвет раствора очень чувствительны к изменениям концентраций H₂O₂. Таким образом, двухмодовый нанодатчик на основе этих CDs может быть достигнут для четкого и чувствительного сенсирования H₂O₂ путем одновременного инспектирования флуорометрических и колориметрических изменений раствора CDs, что способствует реализации глазного обнаружения H₂O₂. Без введения любого дорогого прибора двухмодовый нанодатчик на основе этих CDs был установлен. Эта сенсорная система может эффективно избежать потенциальных операционных ошибок и заметно повысить надежность измерений. Кроме того, нанодатчики на основе CDs перспективны в приложении обнаружения глюкозы крови как in vivo, так и in vitro благодаря их хорошей биосовместимости и высокой водорастворимости.

Методы

Синтез CDs

CDs готовились солвотермальным методом с лимонной кислотой как источником углерода, мочевиной как источником азота и DMF как ко-реагентом. В типичном эксперименте лимонная кислота (1 г) и мочевина (2 г) растворялись в 10 мл DMF. Раствор затем переносился в 25-мл автоклав, облицованный поли(тетрафторэтиленом), и нагревался при 160 °C в течение 4 часов. После реакции автоклав естественным образом остывал до комнатной температуры. Получался темно-красный раствор. CDs выпадали в осадок добавлением 5 мл реакционного раствора в 25 мл избыточного этанола и центрифугированием на 7500 об/мин в течение 30 мин. Затем осадок диализировали для получения чистых CDs. Приготовленные CDs собирали и сушили в вакуумной сушильной печи при 60 °C и под <1 Па в течение 12 часов. Затем CDs повторно растворяли в деионизированной воде для образования 0.75 мг/мл раствора CDs для дальнейших исследований. И последующие H₂O₂-обработанные CDs собирали и сушили тем же методом для характеристики поверхностной морфологии и структурных свойств.

Измерения

Поверхностная морфология CDs характеризовалась высокорзревящим передаточным электронным микроскопом (HRTEM, JEOL JSM-IT100). Структурные свойства CDs выполнялись рентгеновским дифрактометром (XRD, PA National X'Pert Pro) и микро-рамановским спектрометром (Renishaw RM 2000). Абсорбционные спектры CDs измерялись на спектрофотометре UV-Vis-NIR Hitachi U-3900. Флуоресцентные спектры CDs измерялись спектрофотометром (Hitachi F-7000). Квантовый выход флуоресценции CDs получался спектрометром Horiba FL-322 с калиброванной интегрирующей сферой. Кривые затухания флуоресценции CDs также измерялись Horiba FL-322 с использованием 405-нм NanoLED, мониторя эмиссию на 450 и 500 нм соответственно. Фурье-спектр ИК-преобразования (FTIR) CDs записывался на спектрометре Bio-Rad Excalibur (Bruker Vector 22). Рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия (XPS) записывалась на рентгеновском фотоэлектронном спектрометре ESCALAB MK II с использованием Mg как возбуждающего источника.

Установка CD нанодатчиков

Для обнаружения H₂O₂ флуоресцентные и абсорбционные спектры CDs в присутствии H₂O₂ изучались в PBS буфере (pH = 7.4, при 25 °C). В типичном эксперименте различное количество H₂O₂ смешивалось с дистиллированной водой сначала, а затем 20 мкл 0.75 мг/мл раствора CDs вводилось в 4 мл раствора H₂O₂ с разными концентрациями (0, 0.05, 0.1, 0.15, 0.25, 0.5, 1.0 и 2.0 М). Затем фотографии, флуоресцентные и абсорбционные спектры снимались после добавления CDs в раствор H₂O₂.

Селективность CD-основанных нанодатчиков также оценивалась. Раствор CDs (20 мкл, 3.75 мкг/мл) смешивался с разными видами катионов и окислителей (4 мл, 0.1 М) и затем раствор взбалтывался 1 мин. В конце UV-Vis абсорбционные и флуоресцентные спектры раствора записывались после добавления CDs в раствор H₂O₂.

Результаты и обсуждение

Характеристика CDs

Морфология приготовленных CDs измерялась передаточным электронным микроскопом (TEM). Как показано на рис. 1a, CDs хорошо диспергированы с единообразным диапазоном размеров 2.5–6.5 нм и средним диаметром около 5 нм (дополнительный файл 1: рис. S1b). Более того, HRTEM-изображение (вставка рис. 1a) показывает дифракционные фрагменты около 0.21 нм, что согласуется с (100) графита. XRD-картины CDs, показанные на рис. 1b, демонстрируют широкий пик около 23.4°, который соответствует высоко дезорганизованным атомам углерода с графито-подобной углеродной структурой. Рамановские спектры CDs (рис. 1c) раскрывают две полосы: D-полосу (около 1347 см⁻¹, вызванную вибрациями sp³-гибридизированного углерода с несовершенством и беспорядком) и G-полосу (около 1577 см⁻¹, ассоциированную с режимами вибрации E_2g sp²-гибридизированного углерода в двумерной гексагональной кристаллической структуре). FTIR-спектры CDs (рис. 1d) представляют широкие вибрационные абсорбционные полосы O–H/N–H при 3100–3600 см⁻¹, растягивающие вибрации C=O/C=C около 1690–1610 см⁻¹ и растягивающие вибрации N–O около 1350–1390 см⁻¹. Вышеуказанные данные указывают на то, что на поверхности CDs могут быть некоторые функциональные группы, и эти функциональные группы могут играть важную роль в высокой гидрофильности и стабильности CDs в водном растворе.

a TEM-изображение CDs. Вставки показывают HRTEM-изображение CDs. b XRD-картина CDs. c Рамановская спектроскопия CDs. d FTIR-спектроскопия CDs. e Флуоресцентное изменение CDs после добавления 0.5 М H₂O₂. Вставки показывают фотографии CDs до (слева) и после (справа) добавления H₂O₂ под УФ-светом. f Колориметрическое изменение CDs после добавления 0.5 М H₂O₂. Вставки показывают фотографии CDs до (слева) и после (справа) добавления H₂O₂ под дневным светом

Флуоресцентное поведение CD-основанных нанодатчиков к H₂O₂ измерялось в водных растворах CDs, показанных на рис. 1e. Под одноволновым возбуждением на 365 нм растворы CDs иллюстрируют асимметричные спектры эмиссии, которые могут быть аппроксимированы двухлучистыми флуоресцентными полосами, центрированными на 450 и 500 нм, соответствующими синей и зеленой флуоресцентным полосам соответственно. Когда растворы CDs смешиваются с H₂O₂, интенсивность синей полосы демонстрирует большее уменьшение, чем зеленой. Соответственно, самые сильные эмиссии CDs смещаются с 450 на 500 нм из результатов матриц возбуждение-эмиссия CDs после добавления H₂O₂ (дополнительный файл 1: рис. S2). В результате цвет флуоресценции растворов CDs меняется с синего на зеленый под освещением 365-нм УФ-лампы (вставка рис. 1e). Более того, растворы CDs одновременно испытывают колориметрическое изменение от темно-красного к зеленому после добавления H₂O₂ (вставка рис. 1f). Это изменение цвета можно приписать эволюции интенсивности абсорбционных полос около 555 и 595 нм, вызванной добавлением H₂O₂ в раствор CDs (рис. 1f). В совокупности эти результаты подтверждают, что CDs могут использоваться как двухмодовый нанодатчик для обнаружения H₂O₂.

Сенсорный механизм

Для исследования сенсорного механизма морфология и флуоресцентные свойства CDs после добавления H₂O₂ также характеризовались. Как проиллюстрировано в дополнительном файле 1: рис. S1a и S1c, добавление H₂O₂ в раствор CDs может привести к агрегации CDs, чьи размеры варьируются от 30 до 60 нм. H₂O₂-индуцированная агрегация CDs также была раскрыта в нормализованных абсорбционных спектрах (дополнительный файл 1: рис. S3); а именно, абсорбционная полоса CDs краско-смещается с 555 на 595 нм в видимой области [15]. Соответственно, цвет раствора CDs меняется от темно-красного к зеленому вместе с переходом дисперсионного состояния CDs в агрегационное состояние. XRD-спектры (рис. 1b и дополнительный файл 1: рис. S4) CDs до и после добавления H₂O₂ мало изменяются, указывая на отсутствие изменений в кристаллической структуре CDs.

Флуоресцентная эволюция приготовленных CDs с добавлением H₂O₂ исследовалась флуоресцентными спектрами. Матрицы возбуждение-эмиссия показывают, что добавление H₂O₂ заставляет центры эмиссии CDs меняться с 450 на 500 нм (дополнительный файл 1: рис. S2). Кривые затухания флуоресценции, показанные на рис. 2a для CDs с эмиссией на 450 и 500 нм, могут быть хорошо аппроксимированы моноэкспоненциальной функцией затухания со средним временем жизни 7.96 и 7.12 нс соответственно (при возбуждении 365 нм). В противовес, время жизни флуоресцентного затухания CDs после обработки H₂O₂ превратилось в 4.53 и 4.83 нс (рис. 2b и таблица 1). Тем временем, квантовый выход PL (η _int) CDs изменился с 5.5 на 4.6% при добавлении H₂O₂ в раствор CDs. Учитывая изменение времени жизни флуоресценции и квантового выхода PL, можно заключить, что зарядовый перенос (CT) может происходить между CDs и H₂O₂, что может быть триггером для изменения PL-спектров CDs.

a, b Затухание флуоресценции CDs до (a) и после (b) добавления 0.5 М H₂O₂. c, d XPS (N1s) CDs до (c) и после (d) добавления 0.5 М H₂O₂

FTIR и XPS спектры CDs измерялись для понимания химического состава и изменений среды, вызванных H₂O₂. FTIR спектры CDs до и после добавления H₂O₂, показанные в дополнительном файле 1: рис. S7, иллюстрируют, что растягивающие вибрации N–O около 1350–1390 см⁻¹ увеличиваются с добавлением H₂O₂, что также подтверждается результатом XPS спектров. Из полных обзорных XPS спектров (дополнительный файл 1: рис. S8) видно, что отношение O к N CDs до и после обработки H₂O₂ составляло 1.57 и 3.85 соответственно. Увеличение отношения O/N показывает, что состояния связи N в CDs могут меняться с добавлением H₂O₂, что согласуется с высокорзревящими N1s XPS спектрами, показанными на рис. 2c, d. Из результата N1s XPS спектров содержание графитового N в CDs увеличилось с добавлением H₂O₂. Более того, есть дополнительный пик N–O состояния на 407.3 эВ в N1s спектрах после добавления H₂O₂, который очевидно демонстрирует, что введение H₂O₂ вызывает изменение поверхностных состояний в CDs. Все обзоры проявляют, что поверхностная N-рама может быть изменена добавлением H₂O₂.

Предыдущие отчеты предполагают, что эмиссионные полосы CDs связаны с поверхностными состояниями, такими как N-допированные радикалы и мочевиновые группы [5, 9, 12, 23,24,25]. В то же время эти поверхностные состояния чувствительны к внешним физическим или химическим стимулам. На основе фотофизического и поверхностного экологического анализа мы предлагаем механизм флуоресцентной эволюции с введением H₂O₂ (рис. 3). Краевое состояние приготовленных CDs состоит из сопряженных пирролических N-групп. Этот тип N-состояния может быть в основном локализован на высоком энергетическом уровне. Таким образом, возбужденный электрон может нерадиативно релаксовать к высокоуровневому поверхностному N-состоянию, а затем радиативно переходить в основное состояние, сопровождаемое флуоресцентными полосами эмиссии около 450 нм. В противовес, интенсивность флуоресценции раствора CDs незначительно уменьшается из-за динамического гашения между H₂O₂ и CDs, где CT возникает между CDs и H₂O₂, аналогично предыдущим отчетам [26,27,28,29]. Иначе, можно предположить, что высокоэнергетические флуоресцентные радикалы (связанные с N-состоянием) трансформируются в низкоэнергетическое N–O состояние под воздействием гидроксильного радикала от H₂O₂. Так, возбужденный электрон может в основном релаксовать с радиативным переходом от низкоэнергетического N–O состояния к основному состоянию с зеленой эмиссионной полосой на 500 нм, что также приводит к статическому гашению 450-нм флуоресценции. Следовательно, основные эмиссионные полосы CDs могут представить изменение от синей эмиссии к зеленой эмиссии.

Возможный сенсорный механизм для CDs до (слева) и после (справа) добавления H₂O₂

Оценка CD нанодатчиков

На основе вышеуказанного флуоресцентного и колориметрического поведения CDs мы разработали нанодатчик для обнаружения H₂O₂ с помощью CDs. Предлагаемая сенсорная система состоит из CDs с подходящей концентрацией в водном растворе (3.75 мкг/мл, дополнительный файл 1: рис. S9), где CDs выполняют двойную функцию как колориметрического, так и флуорометрического репортеров в этой системе.

Предлагаемая наносенсорная система на основе раствора CDs иллюстрирована на рис. 4. Флуорометрическое и колориметрическое изменение, вызванное H₂O₂, может быть четко визуализировано невооруженным глазом (рис. 4c, f), где можно наблюдать ряд заметных изменений цвета от синего к зеленому и от темно-красного к зеленому под УФ-светом и дневным освещением. Кроме того, добавление H₂O₂ в раствор CDs также может быть выражено количественно с помощью флуоресцентных и абсорбционных спектров (рис. 4a, d). Как показано на рис. 4a, флуоресцентная полоса, центрированная на 450 и 500 нм, постепенно уменьшается с увеличением концентрации H₂O₂ от 0 до 2 М. Однако увеличение концентрации H₂O₂ приводит к разному уменьшению интенсивности флуоресценции на 450 нм (I ₄₅₀) и 500 нм (I ₅₀₀), что хорошо согласуется с изменением флуоресцентного цвета в растворе CDs (рис. 4c). Поэтому отношение интенсивности флуоресценции на 500 нм к той на 450 нм выбрано для мониторинга концентрации H₂O₂ (рис. 4a, b). Нижнее отношение связано с синей эмиссией, в то время как зеленая флуоресценция может быть замечена невооруженным глазом при более высоком отношении I ₅₀₀ к I ₄₅₀. Линейный диапазон обнаружения этими средствами охватывает от 0.05 до 0.5 М с линейной корреляцией R ² = 0.987. Аналогично, колориметрическое изменение происходит в растворе CDs из-за неравномерного уменьшения абсорбционной полосы на 555 и 595 нм. Как показано на рис. 4d, абсорбционная интенсивность уменьшается в видимой области, но увеличение концентрации H₂O₂ приводит к тому, что абсорбция около 595 нм уменьшается медленнее, чем около 555 нм. Следовательно, отношение абсорбции на 595 нм (A ₅₉₅) к той на 555 нм (A ₅₅₅) также может быть использовано для измерения концентрации H₂O₂. Отношение A ₅₉₅ к A ₅₅₅ экспоненциально увеличивается от 0.05 до 2 М с экспоненциальной корреляцией R ² = 0.999, и колориметрическое изменение хорошо коррелирует с диапазоном концентрации H₂O₂ от 0.05 до 0.25 М с линейным пределом обнаружения (LOD) 14 мМ (дополнительный файл 1: рис. S11 и таблица S1). Двухмодовые нанодатчики имеют адекватную чувствительность этого метода, удовлетворяющую клиническим и медицинским требованиям из-за концентрации H₂O₂ через реакцию GOD в плазме порядка миллимоляра (~10 мМ) [20]. Кроме того, двухмодовые нанодатчики имеют встроенную внутреннюю калибровочную референцию, поэтому интенсивностные флуктуации и другие внешние факторы могут быть устранены, что способствует повышению точности тестирования.

a Флуоресцентные спектры CDs в присутствии разных концентраций H₂O₂. b Калибровочная кривая I ₅₀₀/I ₄₅₀ CDs в зависимости от концентрации H₂O₂. Вставки показывают линейный диапазон обнаружения I ₅₀₀/I ₄₅₀ CDs в зависимости от концентрации H₂O₂. c Фотографические изображения флуоресцентного раствора CDs под разными концентрациями H₂O₂. d UV-Vis спектры CDs в присутствии разных концентраций H₂O₂. e Калибровочная кривая A ₅₉₅/A ₅₅₅ CDs в зависимости от концентрации H₂O₂. f Фотографические изображения раствора CDs под разными концентрациями H₂O₂

Для оценки селективности нанодатчиков к H₂O₂ интерференционные тесты проводились в идентичных условиях с использованием некоторых распространенных катионов, таких как Na⁺, K⁺, NH⁴⁺, Ca²⁺, Zn²⁺ и Fe²⁺. Как показано на рис. 5a, b, флуорометрическое и колориметрическое изменения CDs были изучены в присутствии разных катионов. В присутствии Na⁺, K⁺, NH₄ ⁺, Ca²⁺, Zn²⁺ и Fe²⁺ отношение флуоресценции I ₅₀₀ к I ₄₅₀ и отношение абсорбции A ₅₉₅ к A ₅₅₅ появляются только как незначительная вариация по сравнению с пустым образцом, что означает, что эти катионы мало влияют на обнаружение H₂O₂. Более того, мы также сравнили влияние на CDs с другими окислителями, такими как HNO₃, KClO₃, FeCl₃, NaClO, K₂Cr₂O₇ и KMnO₄ (рис. 5c, d и дополнительный файл 1: рис. S12 и S13), и обнаружили, что цвет флуоресценции меняется с синего на зеленое с добавлением этих окислителей, кроме K₂Cr₂O₇ и KMnO₄. Так, мы можем исключить интерференцию от K₂Cr₂O₇ и KMnO₄ через изменение флуоресценции. Кроме того, мы можем легко исключить влияние других окислителей, таких как HNO₃, KClO₃, FeCl₃ и NaClO, из результата отношения абсорбции A ₅₉₅ к A ₅₅₅. Следовательно, двухмодовые нанодатчики, продемонстрированные в этой статье, могут быть очень перспективны в высокой селективности определения из-за синергетического эффекта двух независимых методов обнаружения [30,31,32,33]. Более того, мы измерили время отклика флуорометрического изменения при добавлении H₂O₂ и обнаружили, что флуоресценция уменьшается после инъекции H₂O₂ и стабилизируется примерно через 3.3 с (дополнительный файл 1: рис. S14).

a, c Отношение флуоресценции I ₅₀₀/I ₄₅₀ раствора, содержащего CDs и различные интерферентные катионы (a) и окислители (c). b, d Отношение абсорбции A ₅₉₅/A ₅₅₅ раствора, содержащего CDs и различные интерферентные катионы (b) и окислители (d)

Жизнеспособность клеток A549 изучалась стандартным CCK-8 тестом для оценки цитотоксичности CDs. Как показано на рис. 6, мы обнаруживаем, что близко к 80% жизнеспособности получается инкубацией клеток A549 с CDs в течение 48 часов даже при высокой концентрации CDs, как 500 мкг/мл. Рассчитывается, что 50% ингибирующая концентрация (IC50) CDs составляет около 1106 мкг/мл по GraphPad Prism 5.0, что выводит, что CDs имеют хорошую биосовместимость и очень низкую цитотоксичность при высокой концентрации. Более того, мы сравнили аналитическую производительность ранее сообщенных нанодатчиков для определения H₂O₂, показанную в дополнительном файле 1: таблица S2. Биосовместимость, простота и визуализация обнаружения сопоставимы или даже лучше, чем большинство из этих сообщенных анализов H₂O₂. Учитывая, что CD-основанные двухмодовые нанодатчики имеют хорошую селективность к обнаружению H₂O₂, подходящий предел обнаружения (LOD = 14 мМ) того же порядка, что и глюкоза крови, и очень низкую цитотоксичность при высокой концентрации CDs, нанодатчики перспективны для использования в тесте глюкозы крови и других клинических требований.

Жизнеспособность клеток A549 после 48-часовой инкубации в разных концентрациях CDs

Заключение

В заключение, мы предлагаем двухмодовый нанодатчик на основе CDs с колориметрическим и флуорометрическим выходом для количественного обнаружения H₂O₂ на основе флуорометрического и колориметрического изменения раствора CDs при введении H₂O₂. Нанодатчики просты и удобны для достижения глазного обнаружения H₂O₂. Механизм нанодатчиков можно приписать тому факту, что внешние химические стимулы, такие как гидроксильные радикалы от H₂O₂, вызывают изменение поверхностных свойств и агрегацию CDs, которые доминируют в эмиссии и поглощении CDs. Предлагаемые нанодатчики демонстрируют хорошую биосовместимость, высокую селективность к H₂O₂ с линейным диапазоном обнаружения от 0.05 до 0.5 М и пределом обнаружения около 14 мМ, что сопоставимо с уровнем H₂O₂, производимым реакциями GOD. Считается, что стратегия, представленная в этой статье, может дать перспективный подход для разработки нового датчика в глюкозе крови, который может быть ценен в диагностике заболеваний и экологическом тестировании.