Углеродные наноточки как двухрежимные нанодатчики для селективного обнаружения перекиси водорода

Фон

Флуоресцентные углеродные наноточки (CD) привлекли внимание исследователей из-за их уникальных физико-химических свойств, таких как хорошая биосовместимость, низкая токсичность, настраиваемая фотолюминесценция (PL) и высокий квантовый выход. Из-за вышеперечисленных символов компакт-диски нашли потенциальное применение в различных областях, включая, помимо прочего, биоимиджинг, биосенсоры и светоизлучающие устройства [1,2,3,4,5,6,7,8,9]. Более того, из-за их способности повышающего и понижающего преобразования, отсутствия оптического мерцания и высокой фотостабильности по сравнению с органическими красителями или полупроводниковыми квантовыми точками (КТ) компакт-диски более подходят для применения в флуоресцентных наносенсорах за счет увеличения или гашения флуоресценции [10 , 11,12,13,14,15,16,17,18,19].

Перекись водорода (H ₂ О ₂ ) - это один из распространенных окислителей, который всегда используется в качестве медицинского дезинфицирующего средства для стерилизации. Кроме того, H ₂ О ₂ также является важным продуктом ферментативных реакций на основе оксидазы, таких как реакция глюкоза / глюкозооксидаза (GOD). Следовательно, стратегия зондирования посредством зондирования H ₂ О ₂ может быть использован как перспективный подход для обнаружения углеводов и их оксидаз. По этой причине обнаружение H ₂ О ₂ может использоваться для наблюдения за заболеваниями углеводного обмена, такими как диабет. В настоящее время, хотя различные сенсоры глюкозы, основанные на определении H ₂ О ₂ были разработаны с использованием различных аналитических методов, ранее описанные сенсорные системы в основном основаны на одном сигнале, таком как кондуктометрические, флуорометрические или колориметрические изменения [20,21,22]. В последнее время достижения в области нанотехнологий, особенно в области флуоресцентных наночастиц, таких как полупроводниковые квантовые точки и новые углеродные наночастицы, привели к появлению нового H ₂ О ₂ наносенсоры. Лу и др. разработали один вид микрогибридов с двойной эмиссией (DEMB), объединив квантовые точки CdTe и родамина для ратиометрического флуоресцентного определения глюкозы посредством мониторинга образования H ₂ О ₂ [20]. Zhang et al. сообщил о флуоресцентном наносенсоре, который показал селективный и чувствительный ответ на H ₂ О ₂ через тушение флуоресценции ЦД [21, 22]. Однако эти работы неизбежно привели к внутренним дефектам КТ на основе полупроводников с дорогими химическими составляющими и загрязнению тяжелыми металлами. Более того, наносенсоры, основанные на считывании одиночного сигнала, тушения флуоресценции или изменения цвета, могут иметь плохую стабильность анализа из-за колебаний факторов окружающей среды и ошибок экспериментальной работы. Учитывая вышеизложенное, мы хотим разработать новый класс флуоресцентных компакт-дисков, флуоресценция и цвет раствора которых очень чувствительны к изменению концентраций H ₂ О ₂ . Таким образом, на основе этих компакт-дисков может быть создан двухрежимный наносенсор для четкого и точного определения H ₂ О ₂ путем одновременной проверки флуорометрических и колориметрических изменений раствора CD, что полезно для реализации обнаружения H ₂ невооруженным глазом О ₂ .

В этом исследовании мы разработали простой и удобный метод синтеза компакт-дисков нового типа, которые демонстрируют темно-красный цвет раствора в видимом свете и двойное флуоресцентное излучение под УФ-лампой 365 нм (синее и зеленое флуоресцентное излучение). Компакт-диски просто синтезируются сольвотермическим методом с использованием лимонной кислоты, мочевины и N . , N -диметилформамид (ДМФ) в качестве источника углерода, источника азота и реакционного растворителя соответственно. Флуоресценция и цвет раствора очень чувствительны к изменению концентрации H ₂ . О ₂ . Таким образом, на основе этих компакт-дисков может быть создан двухрежимный наносенсор для четкого и точного определения H ₂ О ₂ путем одновременной проверки флуорометрических и колориметрических изменений раствора CD, что полезно для реализации обнаружения невооруженным глазом H ₂ О ₂ . Без внедрения каких-либо дорогостоящих инструментов на основе этих компакт-дисков был создан двухрежимный наносенсор. Эта сенсорная система может эффективно избежать потенциальных ошибок в работе и значительно повысить надежность измерения. Кроме того, наносенсоры на основе CD являются многообещающими в применении для определения уровня глюкозы в крови как in vivo, так и in vitro благодаря их хорошей биосовместимости и высокой растворимости в воде.

Методы

Синтез компакт-дисков

Компакт-диски были приготовлены с использованием сольвотермического метода с лимонной кислотой в качестве источника углерода, мочевиной в качестве источника азота и ДМФ в качестве сореагента. В типичном эксперименте лимонную кислоту (1 г) и мочевину (2 г) растворяли в 10 мл ДМФ. Затем раствор переносили в автоклав с поли (тетрафторэтиленом) объемом 25 мл и нагревали при 160 ° C в течение 4 часов. После реакции автоклав естественным образом охладили до комнатной температуры. Получился темно-красный раствор. Компакт-диски осаждали добавлением 5 мл реакционного раствора в 25 мл большого количества этанола и центрифугировали при 7500 об / мин в течение 30 минут. Затем осадок подвергали диализу для получения чистых CD. Приготовленные компакт-диски собирали и сушили в вакуумном сушильном шкафу при 60 ° C и менее 1 Па в течение 12 часов. Затем компакт-диски повторно растворяли в деионизированной воде с образованием 0,75 мг / мл ^-1 CD решение для дальнейших исследований. И последующие H ₂ О ₂ -обработанные компакт-диски были собраны и высушены тем же методом для определения морфологии поверхности и структурных свойств.

Измерения

Морфология поверхности компакт-дисков была охарактеризована с помощью просвечивающего электронного микроскопа высокого разрешения (HRTEM, JEOL JSM-IT100). Структурные свойства компакт-дисков определяли с помощью рентгеновского дифрактометра (XRD, PA National X’Pert Pro) и спектрометра микро-комбинационного рассеяния (Renishaw RM 2000). Спектры поглощения компакт-дисков измеряли на спектрофотометре Hitachi U-3900 UV-Vis-NIR. Спектры флуоресценции компакт-дисков измеряли на спектрофотометре (Hitachi F-7000). Квантовый выход флуоресценции CD был получен на спектрометре Horiba FL-322 с калиброванной интегрирующей сферой. Кривые затухания флуоресценции компакт-дисков были также измерены Horiba FL-322 с использованием 405-нм NanoLED, контролирующего излучение при 450 и 500 нм, соответственно. Инфракрасный спектр с преобразованием Фурье (FTIR) компакт-дисков записывали на спектрометре Bio-Rad Excalibur (Bruker Vector 22). Рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия (XPS) была записана на рентгеновском фотоэлектронном спектрометре ESCALAB MK II с использованием Mg в качестве источника возбуждения.

Создание нанодатчиков компакт-диска

Для обнаружения H ₂ О ₂ , спектры флуоресценции и поглощения CD в присутствии H ₂ О ₂ были исследованы в буфере PBS (pH =7,4, при 25 ° C). В типичном эксперименте разное количество H ₂ О ₂ сначала смешивали с дистиллированной водой, а затем с 20 мкл 0,75 мг / мл ^-1 Раствор CD вводили в 4 мл H ₂ . О ₂ раствор с разной концентрацией (0, 0,05, 0,1, 0,15, 0,25, 0,5, 1,0 и 2,0 М). Затем были сделаны фотографии, спектры флуоресценции и поглощения после добавления компакт-дисков в H ₂ О ₂ решение.

Также оценивалась селективность наносенсоров на основе CD. Раствор CD (20 мкл, 3,75 мкг мл ^-1 ) смешивали с различными видами катионов и окислителей (4 мл, 0,1 М), а затем раствор встряхивали в течение 1 мин. Наконец, спектры поглощения и флуоресценции раствора в УФ-видимой области были записаны после того, как компакт-диски были добавлены в H ₂ . О ₂ решение.

Результаты и обсуждение

Описание компакт-дисков

Морфологию приготовленных компакт-дисков измеряли с помощью просвечивающего электронного микроскопа (ТЕМ). Как показано на рис. 1a, компакт-диски хорошо диспергированы с однородным диапазоном размеров 2,5–6,5 нм и средним диаметром около 5 нм (дополнительный файл 1:рисунок S1b). Кроме того, изображение ПЭМВР (вставка к рис. 1а) показывает дифракционные полосы около 0,21 нм, что согласуется с (100) графита. На дифрактограммах компакт-дисков, показанных на рис. 1b, наблюдается широкий пик около 23,4 °, который соответствует сильно разупорядоченным атомам углерода с графитоподобной углеродной структурой. Спектры комбинационного рассеяния компакт-дисков (рис. 1c) показывают две полосы:полосу D (около 1347 см ^-1 , что было связано с колебаниями sp ³ -гибридизированный углерод с дефектами и беспорядком) и полоса G (около 1577 см ^-1 , который был связан с E _2g режимы вибрации ИП ² -гибридизированный углерод в двумерной гексагональной кристаллической структуре). Спектры FTIR компакт-дисков (рис. 1d) представляют широкие полосы поглощения колебаний O – H / N – H при 3100–3600 см ⁻¹ . , валентные колебания C =O / C =C в области 1690–1610 см ⁻¹ и валентные колебания N – O на отметке 1350–1390 см ⁻¹ . Приведенные выше данные показывают, что на поверхности компакт-дисков могут быть некоторые функциональные группы, и эти функциональные группы могут играть важную роль в высокой гидрофильности и стабильности компакт-дисков в водном растворе.

а ТЕМ-образ компакт-дисков. Вставки покажите изображения компакт-дисков в формате HRTEM. б Рентгенограмма компакт-дисков. c Рамановская спектроскопия компакт-дисков. г ИК-Фурье спектроскопия компакт-дисков. е Изменение флуоресценции CD после добавления 0,5 M H ₂ О ₂ . Вставки показать фотографии компакт-дисков до ( слева ) и после ( справа ) добавив H ₂ О ₂ под УФ-светом. е Колориметрическая вариация CD после добавления 0,5 M H ₂ О ₂ . Вставки показать фотографии компакт-дисков до ( слева ) и после ( справа ) добавив H ₂ О ₂ при дневном свете

Флуоресцентное поведение наносенсоров на основе CD по отношению к H ₂ О ₂ был измерен в водных растворах ЦД, показанных на рис. 1д. При возбуждении с одной длиной волны при 365 нм растворы CD демонстрируют асимметричные спектры излучения, которые можно сопоставить с флуоресцентными полосами с двойным излучением с центрами 450 и 500 нм, соответствующими синим и зеленым флуоресцентным полосам соответственно. Когда растворы CD смешиваются с H ₂ О ₂ , интенсивность синей полосы падает сильнее, чем зеленой. Соответственно, самые сильные выбросы компакт-дисков сдвигаются от 450 до 500 нм по результатам матриц возбуждения-излучения компакт-дисков после добавления H ₂ О ₂ (Дополнительный файл 1:Рисунок S2). В результате цвет флуоресценции растворов КД изменяется с синего на зеленый при освещении УФ лампой 365 нм (вставка к рис. 1д). Более того, растворы CD одновременно испытывают колориметрическое изменение с темно-красного на зеленый после добавления H ₂ О ₂ (вставка к рис. 1е). Это изменение цвета можно объяснить изменением интенсивности полос поглощения около 555 и 595 нм, вызванным добавлением H ₂ О ₂ в растворе КД (рис. 1е). Взятые вместе, эти результаты подтверждают, что компакт-диски можно использовать в качестве двухрежимного наносенсора для обнаружения H ₂ О ₂ .

Механизм распознавания

Чтобы исследовать механизм восприятия, морфологию и флуоресцентные свойства CD после добавления H ₂ О ₂ также были охарактеризованы. Как показано в Дополнительном файле 1:Рисунки S1a и S1c, добавление H ₂ О ₂ в раствор CD может привести к агрегации CD, размер которых составляет от 30 до 60 нм. H ₂ О ₂ -индуцированная агрегация CD также была выявлена ​​в нормализованных спектрах поглощения (дополнительный файл 1:Рисунок S3); а именно, полоса поглощения КД сдвигается в красную сторону от 555 до 595 нм в видимой области [15]. Соответственно, цвет раствора КД изменяется от темно-красного до зеленого, а также состояние дисперсности КД, переходящее в состояние агрегации. Спектры XRD (рис. 1b и дополнительный файл 1:рисунок S4) компакт-дисков до и после добавления H ₂ О ₂ мало изменяются, что указывает на отсутствие изменений в кристаллической структуре компакт-дисков.

Эволюция флуоресценции свежеприготовленных компакт-дисков с добавлением H ₂ О ₂ исследовали по спектрам флуоресценции. Матрицы возбуждения-излучения показывают, что добавление H ₂ О ₂ изменяет центры эмиссии компакт-дисков с 450 до 500 нм (дополнительный файл 1:Рисунок S2). Кривые затухания флуоресценции, показанные на рис. 2а для компакт-дисков с излучением при 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). Напротив, время затухания флуоресценции компакт-дисков после H ₂ О ₂ обработка составила 4,53 и 4,83 нс (рис. 2б и таблица 1). Между тем, квантовый выход ФЛ ( η _int ) компакт-дисков изменилось с 5,5 до 4,6%, когда H ₂ О ₂ был добавлен в раствор компакт-диска. Учитывая изменение времени жизни флуоресценции и квантового выхода ФЛ, можно сделать вывод, что перенос заряда (ПЗ) может происходить между КД и H ₂ О ₂ , что могло быть триггером для изменения спектров ФЛ компакт-дисков.

а , b Затухание флуоресценции компакт-дисков до ( a ) и после ( b ) добавляя 0,5 М H ₂ О ₂ . c , d XPS (N1s) компакт-дисков до ( c ) и после ( d ) добавляя 0,5 М H ₂ О ₂

Спектры FTIR и XPS компакт-дисков были измерены, чтобы дать представление о химическом составе и изменениях окружающей среды, вызванных H ₂ О ₂ . Спектры FTIR CD до и после добавления H ₂ О ₂ показано в Дополнительном файле 1:Рисунок S7 показывает, что валентные колебания N – O на отметке 1350–1390 см ⁻¹ увеличиваются с добавлением H ₂ О ₂ , что также подтверждается результатами РФЭС-спектров. Из полного обзора XPS-спектров (Дополнительный файл 1:Рисунок S8) видно, что отношение O к N компакт-дисков до и после H ₂ О ₂ курс лечения составил 1,57 и 3,85 соответственно. Увеличение отношения O / N показывает, что состояния связывания N в CD могут измениться с добавлением H ₂ О ₂ , что согласуется с XPS-спектрами высокого разрешения N1s, показанными на рис. 2в, г. По результатам XPS-спектров N1s, содержание графита N в компакт-дисках было увеличено с добавлением H ₂ О ₂ . Кроме того, есть дополнительный пик состояния N – O при 407,3 эВ в спектрах N1s после добавления H ₂ О ₂ , что явно демонстрирует, что импорт H ₂ О ₂ приводит к изменению поверхностных состояний в КД. Все исследования показывают, что кадр поверхности N может быть изменен добавлением H ₂ O ₂

Предыдущие сообщения предполагают, что полосы излучения CD связаны с поверхностными состояниями, такими как радикалы с примесью азота и группы мочевины [5, 9, 12, 23,24,25]. Между тем эти поверхностные состояния чувствительны к внешним физическим или химическим раздражителям. На основе фотофизического анализа и анализа окружающей среды на поверхности мы предлагаем механизм эволюции флуоресценции с введением H ₂ О ₂ (Рис. 3). Краевое состояние свежеприготовленных компакт-дисков состоит из конъюгированных пиррольных N-групп. Этот тип состояния N может быть в основном локализован на высоком энергетическом уровне. Таким образом, возбужденный электрон может безызлучательно релаксировать в высокоуровневое поверхностное состояние N, а затем излучательно переходить в основное состояние, сопровождаемое полосами излучения флуоресценции около 450 нм. Напротив, интенсивность флуоресценции раствора CD немного уменьшается из-за динамического тушения между H ₂ О ₂ и компакт-диски, где CT возникает между компакт-дисками и H ₂ О ₂ аналогично предыдущим отчетам [26,27,28,29]. В противном случае можно было бы сделать вывод, что радикалы флуоресценции с высокой энергией (связанное с ними состояние N) трансформируются в состояние с более низкой энергией N – O в результате воздействия гидроксильного радикала из H ₂ О ₂ . Таким образом, возбужденный электрон может в основном релаксировать с излучательным переходом из состояния N – O с более низкой энергией в основное состояние с зеленой полосой излучения при 500 нм, что также приводит к статическому тушению флуоресценции на 450 нм. Следовательно, основные полосы излучения компакт-дисков могут показывать изменение с синего излучения на зеленое.

Возможный механизм распознавания компакт-дисков до ( слева ) и после ( справа ) добавление H ₂ О ₂

Оценка нанодатчиков компакт-дисков

На основе описанных выше флуоресцентных и колориметрических характеристик компакт-дисков мы разработали наносенсор для обнаружения H ₂ О ₂ на компакт-дисках. Предлагаемая сенсорная система состоит из компакт-дисков с надлежащей концентрацией в водном растворе (3,75 мкг мл ^-1 , Дополнительный файл 1:Рисунок S9), где компакт-диски выполняют двойную функцию как колориметрические, так и флуорометрические репортеры в этой системе.

Предлагаемая система наносенсинга на основе раствора CD проиллюстрирована на рис. 4. Флуорометрические и колориметрические изменения, вызванные H ₂ О ₂ может быть отчетливо визуализирована невооруженным глазом (рис. 4c, f), где ряд заметных изменений цвета от синего к зеленому и от темно-красного к зеленому можно наблюдать при УФ-свете и дневном освещении. Кроме того, добавление H ₂ О ₂ в раствор CD также можно выразить количественно с помощью спектров флуоресценции и поглощения (рис. 4a, d). Как показано на рис. 4а, полоса флуоресценции с центром при 450 и 500 нм постепенно уменьшается с увеличением H ₂ О ₂ концентрации от 0 до 2 М. Однако увеличение H ₂ О ₂ концентрация приводит к разному снижению интенсивности флуоресценции при 450 нм ( I ₄₅₀ ) и 500 нм ( I ₅₀₀ ), что хорошо согласуется с изменением цвета флуоресценции в растворе ЦД (рис. 4в). Следовательно, отношение интенсивности флуоресценции при 500 нм к интенсивности при 450 нм выбрано для контроля H ₂ О ₂ концентрации (рис. 4а, б). Более низкое отношение связано с синим излучением, в то время как зеленая флуоресценция может наблюдаться невооруженным глазом при более высоком соотношении I ₅₀₀ Я ₄₅₀ . Диапазон линейного обнаружения с помощью этих средств составляет от 0,05 до 0,5 M с линейной корреляцией R ² =0,987. Точно так же колориметрическое изменение происходит в растворе ЦД из-за неоднородного уменьшения полосы поглощения при 555 и 595 нм. Как показано на рис. 4d, интенсивность поглощения уменьшается в видимой области, но увеличивается H ₂ О ₂ концентрация приводит к тому, что поглощение около 595 нм уменьшается медленнее, чем около 555 нм. Следовательно, коэффициент поглощения при 595 нм ( A ₅₉₅ ) до 555 нм ( A ₅₅₅ ) также можно использовать для измерения H ₂ О ₂ концентрация. Соотношение A ₅₉₅ в A ₅₅₅ экспоненциально возрастает от 0,05 до 2 M с экспоненциальной корреляцией R ² =0,999, и изменение колориметра хорошо коррелирует с H ₂ О ₂ диапазон концентраций от 0,05 до 0,25 М с линейным пределом обнаружения (LOD) 14 мМ (дополнительный файл 1:рисунок S11 и таблица S1). Двухрежимные наносенсоры обладают надлежащей чувствительностью этого метода, удовлетворяющей клиническим и медицинским требованиям, благодаря концентрации H ₂ О ₂ через реакцию GOD в диапазоне миллимолярных (~ 10 мМ) в плазме [20]. Кроме того, двухрежимные наносенсоры имеют собственный встроенный эталон калибровки, поэтому колебания интенсивности и другие внешние факторы могут быть устранены, что способствует повышению точности тестирования.

а Спектры флуоресценции CD в присутствии различных H ₂ О ₂ концентрации. б Калибровочная кривая I ₅₀₀ / Я ₄₅₀ компакт-дисков по сравнению с H ₂ О ₂ концентрация. Вставки показать линейную дальность обнаружения I ₅₀₀ / Я ₄₅₀ компакт-дисков по сравнению с H ₂ О ₂ концентрация. c Фотографические изображения флуоресцентного раствора CD при различных концентрациях H ₂ О ₂ . г УФ-видимые спектры компакт-дисков в присутствии различных H ₂ О ₂ концентрации. е Калибровочная кривая A ₅₉₅ / А ₅₅₅ компакт-дисков по сравнению с H ₂ О ₂ концентрация. е Фотографические изображения раствора КД при различных концентрациях H ₂ О ₂

Для оценки селективности наносенсоров по отношению к H ₂ О ₂ , анализы интерференции были выполнены в идентичных условиях с использованием некоторых общих катионов, таких как Na ⁺ , K ⁺ , NH ⁴⁺ , Ca ²⁺ , Zn ²⁺ , и Fe ²⁺ . Как показано на рис. 5a, b, флуорометрические и колориметрические изменения CD были исследованы в присутствии различных катионов. В присутствии Na ⁺ , K ⁺ , NH ₄ ⁺ , Ca ²⁺ , Zn ²⁺ , и Fe ²⁺ , коэффициент флуоресценции I ₅₀₀ Я ₄₅₀ и коэффициент поглощения A ₅₉₅ в A ₅₅₅ появляются только как незначительные отклонения по сравнению с холостым образцом, что означает, что эти катионы мало влияют на обнаружение H ₂ О ₂ . Кроме того, мы также сравнили воздействие на компакт-диски с другими окислителями, такими как HNO ₃ , KClO ₃ , FeCl ₃ , NaClO, K ₂ Cr ₂ О ₇ , и KMnO ₄ (Рис. 5c, d и Дополнительный файл 1:Рисунки S12 и S13), и мы обнаружили, что цвет флуоресценции изменяется с синего на зеленый при добавлении этих окислителей, кроме K ₂ Cr ₂ О ₇ и КМно ₄ . Итак, мы можем исключить вмешательство со стороны K ₂ Cr ₂ О ₇ и КМно ₄ через изменение флуоресценции. Кроме того, мы можем легко исключить влияние других окислителей, таких как HNO ₃ , KClO ₃ , FeCl ₃ , и NaClO в результате коэффициента поглощения A ₅₉₅ в A ₅₅₅ . Следовательно, двухрежимные наносенсоры, продемонстрированные в этой статье, могут быть очень многообещающими с точки зрения высокой селективности определения из-за синергетического эффекта двух независимых методов обнаружения [30,31,32,33]. Кроме того, мы измерили время отклика флуорометрического изменения при добавлении H ₂ О ₂ и обнаружили, что флуоресценция уменьшается после введения H ₂ О ₂ и стабильно держится около 3,3 с (дополнительный файл 1:рисунок S14).

а , c Коэффициент флуоресценции I ₅₀₀ / Я ₄₅₀ раствора, содержащего компакт-диски и различные интерферентные катионы ( a ) и окислители ( c ). б , d Коэффициент поглощения A ₅₉₅ / А ₅₅₅ раствора, содержащего компакт-диски и различные интерферентные катионы ( b ) и окислители ( d )

Жизнеспособность клеток A549 исследовали с использованием стандартного анализа CCK-8 для оценки цитотоксичности CD. Как показано на рис. 6, мы обнаружили, что около 80% жизнеспособности достигается путем инкубации клеток A549 с CD в течение 48 часов даже при высокой концентрации CD, например 500 мкг мл ^-1 . Подсчитано, что 50% ингибирующая концентрация (IC50) CD составляет около 1106 мкг / мл ^-1 . с помощью GraphPad Prism 5.0, который определяет, что компакт-диски обладают хорошей биосовместимостью и очень низкой цитотоксичностью при высокой концентрации. Кроме того, мы сравнили аналитические характеристики наносенсоров, о которых сообщалось ранее, для H ₂ О ₂ определение показано в Дополнительном файле 1:Таблица S2. Биосовместимость, простота и визуализация обнаружения сопоставимы или даже лучше, чем у большинства из этих описанных H ₂ О ₂ анализы. Учитывая, что двухрежимные наносенсоры на основе компакт-дисков обладают хорошей селективностью по отношению к H ₂ О ₂ Обнаружение, надлежащий предел обнаружения (LOD =14 мМ) в том же порядке, что и уровень глюкозы в крови, и очень низкая цитотоксичность при высокой концентрации CD, наносенсоры многообещают для использования в тесте уровня глюкозы в крови и других клинических требованиях. / P>

Жизнеспособность клеток A549 после 48-часовой инкубации при различных концентрациях CD

Выводы

В заключение мы предлагаем двухрежимный наносенсор на основе компакт-дисков с колориметрическим и флуорометрическим выходом для количественного определения H ₂ О ₂ на основе флуорометрического и колориметрического изменения раствора CD при введении H ₂ О ₂ . Наносенсоры просты и удобны для обнаружения невооруженным глазом для H ₂ О ₂ . Механизм действия наносенсоров можно объяснить тем фактом, что внешние химические стимулы, такие как гидроксильные радикалы из H ₂ О ₂ вызывают изменение свойств поверхности и агрегацию компакт-дисков, которые доминируют в излучении и поглощении компакт-дисков. Предлагаемые наносенсоры обладают хорошей биосовместимостью, высокой селективностью по отношению к H ₂ . О ₂ с линейным диапазоном обнаружения от 0,05 до 0,5 М и пределом обнаружения около 14 мМ, что сопоставимо с уровнем H ₂ О ₂ произведенные реакциями БОГА. Считается, что стратегия, описанная в этой статье, может обеспечить многообещающий подход к разработке нового датчика уровня глюкозы в крови, который может быть ценным для диагностики заболеваний и тестирования окружающей среды.