的血糖检测方法,利用鸡蛋制造出了一种神奇的荧光墨水

  • 栏目:办公文教 时间:2020-03-21 13:12
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神奇荧光墨水是用鸡蛋造出来的发布于:2013-01-28 17:27发布人:亿商网来源:亿商网点击量:722日前,南京工业大学的陈苏教授,利用鸡蛋制造出了一种神奇的荧光墨水,该墨水可以显示肉眼看不到的荧光,当在紫外线照射下时,荧光就可以幻化出清晰生动的图案。  据介绍,采用等离子体本体处理手段,用普通廉价、天然无毒的鸡蛋为原料,就能制得这种特殊的墨水,这是一种碳纳米材料。与传统方法相比,这种制造方法便宜、简便、快速,而且天然无毒。这种墨水可以用在防伪、重金属污染检测等诸多领域,测定出重金属是否超标。用在肿瘤检测上,还可以准确监测出肿瘤的大小、形状、颜色。  这种荧光墨水还可以利用在荧光印刻上,在诸多高精尖的防伪领域发挥作用。

科学家研制成功多种超分子荧光材料

传统隐形墨水虽然肉眼看不见,但由于本身具有一定光学或其他特征,可以用传统解密手段破解,安全性不佳。11月1日,国际学术期刊《自然》子刊《自然-通讯》在线刊登了上海交通大学环境科学与工程学院李良课题组的最新研究成果一种基于金属有机骨架的隐形墨水用于信息加密。此次研究是李良团队在量子点研究领域的创新性突破,通过简单化学反应和溶剂处理可以直接在金属有机骨架中可逆地产生和淬灭荧光钙钛矿纳米晶,这种新型隐形墨水可实现机密信息的存储和保护应用,并进行反复加密和解密。

记者从中国科技大学获悉,该校化学与材料科学学院姚宏斌教授课题组,研发出了一种简单高效的可溶性Cu-I团簇基杂化荧光材料的合成方法,并利用其聚集诱导发光效应制备了一系列高效发光水系墨水。相关研究成果日前发表于最近一期的德国《应用化学》杂志上。

随着患病率逐年攀升,糖尿病在世界各地正成为日益严重的公共健康问题。但是,目前通常使用的血糖测量仪仍有诸多不便的地方。例如,血糖试纸需要在封闭干燥的环境下储存,取出来后在5分钟内用完,否则会因试纸受潮而影响测量准确性。与此同时,还需要刺手指取血,“测一次疼一次”也会让不少人对血糖检测望而却步。

华东师范大学化学与分子工程学院教授徐林课题组聚焦超分子荧光材料化学领域的研究,在超分子配位组装机理研究、组装材料稳定性强化以及发展组装新策略方面开展了系统性研究工作,并在超分子荧光调控方面获得创新性的成果。研究论文近日发表于《自然通讯》。

量子点具有优异的光电性能,在照明、显示、生命科学、太阳能电池等领域具有广泛的应用前景。李良长期从事量子点合成化学及其在新能源、照明显示以及环境污染物治理中应用的研究工作,他熟知,在信息安全领域,荧光染料、配合物、量子点等使用广泛,它们主要运用在光、电、机械力等外界刺激下会发生荧光的变化实现光学信息的存储和防伪等应用,但是大部分此类材料的缺点在于由于自身光学性能的原因,导致其安全保密性相对较低。

近年来,Cu-I团簇基杂化材料由于其出色的光致发光特性,且相对于其他贵金属基发光材料具有价格低廉等优点,因而在光电应用领域受到广泛关注。然而目前所报道的Cu-I团簇基杂化材料多为不溶性粉末材料,这对其应用带来了很大的限制。

近日,中科院苏州医工所医学检验室蛋白质组学中心研究员尹焕才、副研究员殷建团队基于荧光共振能量转移效应,开发出荧光探针,并在此基础上研制了一种新型血糖传感器,实现了对血糖的高稳定性、高灵敏度检测。

近年来,化学家通过配位键导向自组装高效构筑了大量结构精美的超分子荧光组装体。基于其在传感、催化、信息存储、光捕获、疾病诊疗等领域的应用前景,超分子荧光组装体引起了广泛的研究兴趣。但由于配位重金属的荧光淬灭性以及配位键的动态可逆性,构筑高荧光量子效率、荧光发射波长可宽程精细调控的超分子荧光组装体一直是该领域的难点和挑战。

研究过程中,课题组张从阳博士在研究中偶然发现,原本用于对量子点进行包覆以提高稳定性的金属有机骨架直接作为反应前体,通过与卤化盐反应,可以直接转化产生强荧光的钙钛矿纳米晶。用于转化反应的金属有机骨架本身无色且无荧光,不受外界刺激的影响,很好地满足了隐形性和安全性的要求,李良大胆设想,新的合成方法也许能克服传统材料安全性不高,容易解密的缺点。

姚宏斌教授课题组通过简单的配体交换方法,成功制备出了一种具有高度溶解性的新型Cu-I团簇基杂化材料,并将该种新型材料限制在较小尺寸的微乳液滴中来研究其AIE效应。研究发现,由于溶剂挥发导致的Cu-I杂化团簇聚集,使得不具有荧光的微乳液逐渐呈现出荧光来,并且随时间延长,不断增强的聚集状态也会导致其荧光强度提升。此外,通过调控配体种类可以获得一系列具有不同发光特性的Cu-I团簇基杂化纳米颗粒,其光致发光覆盖了整个可见光光谱范围。这些杂化纳米颗粒在水溶液中均具有较好的分散性,综合其环境友好和高效发光特性,是制备高效荧光墨水一个很好的选择。

“非酶”的新方向

徐林课题组通过合理的分子设计,合成了光诱导电子转移和分子内电荷转移可精准调控的超分子荧光基元。在荧光基元与重金属Pt配位过程中,抑制了荧光基元中吡啶孤对电子的PET效应,导致组装后荧光量子效率提高;此外,Pt与吡啶的配位还会增强吡啶的拉电子效应,引起ICT效应的加剧,从而导致组装后组装体的波长位移放大,实现超分子荧光组装体荧光宽程发射。

沿着这个思路,张从阳在后续实验中利用喷墨打印机,在墨盒里装上了以金属有机骨架前驱体配制的墨水进行打印,通过喷墨打印等印刷手段进行信息存储和加密,记录的信息无法通过常规手段读取出来;对其进行卤化盐反应,则能够完成信息读取和解密过程。值得一提的是,由于金属有机骨架具有很好的化学稳定性,直接用于记录信息可以长期存储,重复解密和加密。

该项工作开创性地探究了Cu-I团簇基杂化材料的AIE效应,对于拓展新型AIE材料具有重大意义。另外,这类Cu-I团簇基荧光墨水在防伪标记、光电器件以及生物成像等方面都有重要的应用前景。该工作发表后立即受到《自然》杂志等的关注,并作为研究亮点进行了报道。

中科院苏州医工所博士生葛明昊表示,现在医院里使用的检测试剂盒、市面上热销的家用血糖仪大部分基于酶的电化学传感器这个原理开发,“但是稍微一点温度变化都会改变酶的性状,同时血液的成分很复杂,现有的检测方法很容易受到除血糖外其他成分的干扰。比如,血氧含量、血液酸碱值及服用药物等多种因素的变化,都会影响到检测的结果”。

基于该系列超分子荧光金属组装体优异的荧光性能,研究人员制备了可加工荧光薄膜、具有防伪打印性质的荧光墨水等多种超分子荧光材料。徐林表示,该系列超分子荧光材料有望实现在智能响应、信息存储和光信息防伪等领域的应用。

(原载于《科技日报》2018-06-0503版)

所以,近年来,科学家们把目光投向了“非酶”的血糖检测方法。而其中一个方向,就是用荧光探针制备出新型血糖传感器。

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