研究目的
开发具有可视pH响应的发光材料,并证明其作为葡萄糖传感器的应用。
研究成果
该研究成功利用铜纳米团簇和海藻酸钠制备了pH响应型发光材料,通过Ca2?和凝胶化作用展现出两阶段光致发光增强机制。这些材料作为葡萄糖传感器表现出高灵敏度、选择性和实际样品适用性,有望用于光学器件和生化传感器领域。
研究不足
该系统在长期稳定性方面可能存在局限,某些未经充分测试的离子或化合物可能产生干扰,且针对不同应用场景需优化pH值、反应时间等参数。检测范围仅限于0.1-2.0毫摩尔葡萄糖,且该方法依赖目视观察可能存在主观性。
1:实验设计与方法选择:
本研究将铜纳米团簇(NCs)的聚集诱导发光(AIE)特性与海藻酸盐的Ca2?触发凝胶化相结合,制备pH响应材料。方法包括以谷胱甘肽为还原剂和配体合成铜NCs,通过将海藻酸钠、CaCO?纳米颗粒和铜NCs分散于水溶液构建响应体系,并利用葡萄糖氧化酶产生H?进行葡萄糖检测。
2:样本选择与数据来源:
铜NCs由硝酸铜和谷胱甘肽合成。海藻酸钠、CaCO?纳米颗粒(直径80 nm)、葡萄糖、葡萄糖氧化酶及多种干扰物(如抗坏血酸、半胱氨酸)等材料购自商业供应商。使用人血清样本进行回收率测试。
3:实验设备与材料清单:
仪器包括用于形貌分析的飞利浦CM20透射电子显微镜(TEM)、荧光光谱仪FS5、环境扫描电子显微镜(ESEM,FEI/Philips XL30)、用于表面成分分析的ESCALAB-MKII 250 X射线光电子能谱仪(XPS),以及未明确说明的磷光测量光谱仪。材料含谷胱甘肽、硝酸铜、海藻酸钠、CaCO?纳米颗粒、葡萄糖、葡萄糖氧化酶、抗坏血酸、半胱氨酸、多巴胺、果糖、乳糖、PBS缓冲液等,供应商包括阿拉丁、科默、Sigma-Aldrich、瑞成纳米科技有限公司、百赛生物及北京英诺金生物技术有限公司等。
4:环境扫描电子显微镜(ESEM,FEI/Philips XL30)、用于表面成分分析的ESCALAB-MKII 250 X射线光电子能谱仪(XPS),以及未明确说明的磷光测量光谱仪。材料含谷胱甘肽、硝酸铜、海藻酸钠、CaCO?纳米颗粒、葡萄糖、葡萄糖氧化酶、抗坏血酸、半胱氨酸、多巴胺、果糖、乳糖、PBS缓冲液等,供应商包括阿拉丁、科默、Sigma-Aldrich、瑞成纳米科技有限公司、百赛生物及北京英诺金生物技术有限公司等。 实验流程与操作步骤:
4. 实验流程与操作步骤:通过混合Cu(NO?)?和GSH溶液并调节pH至7.0合成铜NCs。将海藻酸钠、CaCO?纳米颗粒和铜NCs分散于水中,加入HCl触发凝胶化及PL增强,从而制备pH响应材料。葡萄糖检测时,配制不同浓度葡萄糖样本,孵育后记录PL光谱。选择性测试添加干扰物,回收率测试采用人血清样本。
5:0合成铜NCs。将海藻酸钠、CaCO?纳米颗粒和铜NCs分散于水中,加入HCl触发凝胶化及PL增强,从而制备pH响应材料。葡萄糖检测时,配制不同浓度葡萄糖样本,孵育后记录PL光谱。选择性测试添加干扰物,回收率测试采用人血清样本。 数据分析方法:
5. 数据分析方法:测量PL强度并与葡萄糖浓度进行线性回归分析,计算检测限,统计相对标准偏差(RSD)和回收率等指标。通过TEM、SEM、XPS及荧光光谱数据分析材料特性与作用机制。
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获取完整内容-
Environmental Scanning Electron Microscope
XL30
FEI/Philips
Obtaining SEM images.
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X-ray Photoelectron Spectrometer
ESCALAB-MKII 250
Thermo
Carrying out XPS measurements for surface composition analysis.
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Transmission Electron Microscope
CM20
Philips
Acquiring TEM images for morphology study of Cu NCs.
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Spectrofluorometer
FS5
Obtaining fluorescence spectra.
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CaCO3 Nanoparticles
80 nm diameter
Ruicheng NanoMaterials Technology Co., Ltd.
Used as a Ca2+ source in the pH-responsive material.
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