형광 나노 바이오매스 점:초음파 보조 추출 및 Fe3+ 검출을 위한 나노프로브로서의 응용

초록

지속 가능하고 재생 가능한 자원으로서 바이오매스는 인간의 삶에 중요한 에너지원 중 하나입니다. 여기에서 초음파 방법을 통해 콩에서 발광 나노 바이오매스 도트(NBD)를 추출하여 바이오매스에 형광 특성을 부여합니다. 준비된 NBD는 평균 직경이 2.4 nm인 구조가 무정형이며 16.7%의 양자 수율로 밝은 파란색 형광을 나타냅니다. 식용 원료와 가열하지 않는 합성 공정의 이점을 활용한 세포 독성 테스트는 NBD의 농도가 800 μg/ml에 도달하더라도 세포 생존율이 여전히 100%를 유지함을 보여 NBD의 우수한 생체 적합성을 나타냅니다. 또한 NBD의 형광은 Fe³⁺ 에 매우 민감합니다. , Fe³⁺ 에 사용할 수 있습니다. 그들의 건강 우월성 측면에서 탐지. 제안된 센서의 검출한계(LOD)는 Fe³⁺ 의 최대 허용 수준보다 낮은 2.9 μM로 결정되었습니다. (5.37 μM) 음용수.

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배경

발광 나노물질은 특히 발광 다이오드, 검출기, 바이오이미징 및 금속 이온 검출에서 고유한 광학 특성으로 인해 다양한 응용 분야를 달성했습니다[1,2,3,4,5,6]. 지금까지 반도체 양자점(QD), 탄소나노점, 황 양자점 등 다양한 발광 나노물질이 보고되어 많은 분야에서 많은 발전을 이뤘다[7,8,9,10,11,12] . 양자점은 발광성 나노물질의 우수한 대표자로 우수한 광학적, 전기적 특성으로 인해 많은 분야에서 활용되고 있다. 이 모든 것에도 불구하고 QD의 독성은 여전히 그 적용을 크게 제한합니다[13, 14]. 발광을 통해 보다 친환경적이고 지속 가능한 나노물질을 찾는 것은 항상 매우 중요합니다. 바이오매스는 광합성을 통해 생산할 수 있는 원래 유기물이며 지속 가능하고 재생 가능한 특성으로 강조됩니다. 구체적으로 바이오매스는 생물체의 생성물, 폐기물 및 잔류물의 생분해성 분획으로 정의된다[15, 16]. 나노기술의 맥락에서 바이오매스는 일반적으로 전구체로 사용되며 특수 처리 후 특정 광학 특성을 가진 나노점으로 전환될 수 있습니다. 화학 전구체와 비교하여 바이오 매스, 특히 식용 바이오 매스의 주요 구성 요소는 후속 처리에서 무해한 설탕과 단백질입니다. 따라서 나노 바이오매스 도트(NBD)는 생체 적합성이 높아야 유해 물질을 생성하지 않고 생물학적 및 환경 분야에서 응용이 가능합니다.

지금까지는 바이오매스 유래 형광탄소나노도트만이 보고되었다. 기본적으로 잎, 달걀 흰자, 레몬즙과 같은 일부 천연 바이오매스를 열수 처리하여 형광 탄소 나노 입자를 합성하였다[17,18,19]. 또한 천연 바이오매스의 추가 가공에서 생성되는 식용 식품에 존재하는 또 다른 종류의 탄소 나노도트가 있습니다[20, 21]. 예외없이 모두 고온 탄화의 전형적인 과정을 포함했습니다. 이 공정은 오랜 시간과 고온이 소요될 수 있으며, 대규모 배치 생산이 어렵다[22]. 고온에 비해 상온 또는 저온 조건이 용이하고 바이오매스 자체의 본래 성질을 유지한다.

Nanoprobe는 발광 나노물질의 중요한 응용 중 하나입니다[23]. NBD는 형광이 밝고 생체적합성이 높다는 점에서 생물학 및 환경 분야에서 일종의 나노프로브(nanoprobe)로 활용될 수 있다. Fe³⁺ 헤모글로빈과 미오글로빈 합성에 중요한 역할을 하는 인체의 중요한 금속 이온이다[24]. 그러나 과도한 Fe³⁺ 체내에 축적되면 조직 손상 및 장기 부전으로 이어질 수 있습니다. Fe³⁺ 의 정성 및 정량 측정을 위한 효과적이고 친환경적인 감지 시스템 개발 임상, 의료 및 환경 문제에 있어 매우 중요합니다. 이를 통해 바이오매스가 가공 없이 천연 식용 바이오매스에서 직접 원하는 특성을 갖는 나노점으로 맞춤화될 수 있는지 여부를 고려할 수 있습니다. 그러나 그러한 발광 NBD는 우리가 아는 한 보고된 바 없습니다. 따라서 바람직한 특성과 높은 생체적합성을 가진 NBD를 얻기 위해 더 많은 천연 바이오매스 전구체를 찾는 것은 보다 친환경적인 발광 나노물질과 Fe³⁺ 를 향한 한 걸음을 내딛을 수 있습니다. 감지.

여기에서 처음으로 대두에서 초음파 추출 전략(UES)을 통해 발광 나노 바이오매스 점(NBD)이 시연되었습니다. 준비된 NBD의 광발광(PL) 양자 수율(QY)은 16.7%에 도달할 수 있으며 NBD는 고체 상태에서 밝은 방출을 나타냅니다. 세포 독성 테스트는 NBD가 높은 생체 적합성을 가지고 있음을 보여줍니다. 또한 Fe³⁺ 에는 NBD가 사용되었습니다. Fe³⁺ 에 선형적으로 의존하는 형광 강도 검출 농도 및 검출 한계(LOD)는 2.9 μM에 도달할 수 있습니다.

방법

자료

중화인민공화국 국가 표준에 따른 동북 대두 품종(GB1352-2009 )은 지역 슈퍼마켓에서 구입하여 사용하기 전에 증류수로 여러 번 씻었습니다. 염화칼슘(CaCl₂ ), 염화망간(MnCl₂ ), 염화 제2구리(CuCl₂ ), 염화코발트(CoCl₂ ), 질산납(Pb(NO₃) )₂ ) 및 질산크롬(Cr(NO₃ )₃ ) Aladdin Ltd.(중국 상하이)에서 구입했습니다. 염화 제2철(FeCl₃ ), 염화제1철(FeCl₂ ), 염화카드뮴(CdCl₂ ), 이염화수은(HgCl₂ ), 염화나트륨(NaCl) 및 염화아연(ZnCl₂ ) Sinopharm Chemical Reagent Co., Ltd.(Shanghai, China)로부터 입수하였다. 모든 화학 물질은 분석 시약(순도> 99.0%)이며 추가 정제 없이 받은 그대로 사용됩니다.

NBD 합성

먼저, 대두 100개를 알코올과 증류수를 섞어 3회 세척하여 불순물을 제거하였다. 그런 다음 대두를 50 ml의 증류수와 함께 비커에 넣은 다음 초음파를 2 시간 동안 넣었습니다. 이 과정에서 용액의 색이 투명에서 짙은 노란색으로 변하여 콩 껍질이 나노 크기로 맞춤화되어 NBD를 형성했음을 나타냅니다. 그 후 짙은 노란색 용액을 원심분리관에 옮기고 7000 rpm으로 3분 2회 원심분리하여 큰 입자를 제거한 후 상등액을 0.22μM 멤브레인으로 여과하여 크거나 뭉친 입자를 더 제거하였다. 그 후, 용액을 냉장고에 넣은 후 - 5 ^° 에서 냉동 처리하였다. 6 h 동안 C. 그런 다음 − 50 ^° 의 동결건조기로 옮겼습니다. C에서 12 h 동안 가열하여 분말을 얻습니다. 냉동 분말을 물에 분산시켜 추가 적용을 위한 NBD를 형성했습니다.

특성화

NBD의 X선 회절(XRD) 패턴은 X' Pert Pro 회절계를 사용하여 기록되었으며, 여기에서 X선은 Cu-Kα 소스에 의해 생성되었습니다. NBD의 크기와 결정성을 특성화하기 위해 JEM-2010 투과 전자 현미경(TEM)을 사용했습니다. NBD의 형광 스펙트럼은 F-7000 형광 분광 광도계로 얻었습니다. NBD의 UV-Vis 흡수 스펙트럼은 UH4150 분광 광도계를 사용하여 얻었습니다. 샘플의 푸리에 변환 적외선(FTIR) 스펙트럼은 Thermo Scientific Nicolet iS10 FTIR 분광계로 기록되었습니다. 샘플의 X선 광전자 분광법(XPS) 스펙트럼은 Al-Kα X선 방사선원이 장착된 Thermo Fisher Scientific ESCALAB 250Xi 분광기를 사용하여 수집되었습니다.

광발광 양자 수율 측정

PL QY는 적분구가 있는 F-9000 분광 형광계를 사용하여 테스트되었습니다. 우선 NBD 수용액을 0.1 이하의 흡수강도로 희석하였다. 그런 다음 이 수용액을 형광 큐벳에 넣고 적분구에 넣고 370nm 단색광으로 여기시켰다. 형광 스펙트럼은 430-450 nm 범위에서 수집되었습니다. 한편, 순수한 물에 대한 동일한 형광 스펙트럼도 동일한 조건에서 기록되었습니다. 마지막으로 PL QY는 시료와 물 모두의 PL 스펙트럼을 기반으로 하는 형광 소프트웨어를 사용하여 계산되었습니다.

세포 독성 테스트

NBD의 세포독성은 MTT(3-(4,5)-dimethylthiahiazo(-z-y1)-3,5-di-phenytetra-zoliu-mromide) 방법에 의해 평가됩니다. 세포는 5% CO₂에서 10% 태아 소 혈청과 함께 정상 RPMI-1640에서 배양되었습니다. 37 ^° 에서 95% 공기 C 가습 인큐베이터에서. 세포 생존력 측정을 위해 HeLa 세포를 96웰 플레이트에 넣은 다음 72시간 동안 배양했습니다. 다양한 농도의 NBD 및 CD와 함께 Hela 세포를 72시간 동안 배양한 후 세포 생존율을 기록했습니다.

Fe 감지³⁺

Fe³⁺ 농도가 다른 용액 1 ml PL 측정 전에 3 g/l 용액과 함께 1 ml의 NBD에 첨가되었습니다. 용액을 완전히 혼합하고 실온에서 1분 동안 반응시킨 다음 관련 형광 스펙트럼을 기록했습니다. PL 측정은 370 nm의 여기에서 수행되었습니다.

결과 및 토론

형태 및 화학 성분

NBD는 UES 방법을 통해 준비되었습니다. 모든 프로세스는 Scheme 1에 설명되어 있습니다. NBD의 크기와 형태는 그림 1a 및 b에 표시된 것처럼 투과 전자 현미경(TEM)으로 특성화되었습니다. TEM 이미지는 NBD가 모양이 거의 구형임을 보여줍니다. NBD의 직경은 1~3 nm 범위이며 평균 직경은 2.4 nm이며 해당 크기 분포는 그림 1c에 나와 있습니다. NBD의 격자 무늬는 고해상도 TEM 이미지(그림 1b 삽입)에서 관찰할 수 없으며, 이는 NBD의 비정질 특성을 나타냅니다. 고각 환형 암시야 주사 투과 전자 현미경(HAADF-STEM)의 이미지와 NBD의 해당 원소 매핑(탄소, 질소 및 산소)이 그림 1d–g에 나와 있습니다. NBD의 지배적인 요소는 탄소, 질소 및 산소임을 알 수 있습니다. 또한 솔리드 스테이트 ¹³ NBD의 C 핵 자기 공명(NMR) 측정은 그림 1h에 나와 있습니다. 신호 범위는 160–180 ppm이고 164 ppm 및 170 ppm의 피크는 sp² 를 나타내는 C=O 결합에 해당합니다. 탄소 원자 [25, 26].

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대두에서 NBD를 준비하는 과정의 개략도

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NBD의 TEM 이미지(a ) 및 (b ). ㄷ NBD의 입자 크기 분포. HAADF 이미지(d ) 및 탄소의 해당 원소 분포 매핑(e ), 질소(f ) 및 산소(g )

NBD의 구조적 특성을 더 연구하기 위해 X선 회절(XRD) 패턴을 기록했습니다. 그림 2a에서 볼 수 있듯이 일반적인 XRD 패턴은 약 21.5^o 에 위치한 넓은 피크를 나타냅니다. 그리고 약 41.0^o 에서 숄더 피크 , 이는 비정질 탄소상으로 인한 것일 수 있습니다[27]. 또한, 대두와 NBD의 특징적인 흡수 피크는 그림 2(b)와 같이 푸리에 변환 적외선(FTIR) 분광법으로 조사되었습니다. 약 3380 cm⁻¹ 의 흡수 밴드 약 2906 cm⁻¹ 의 밴드인 O–H/–N–H의 신축 진동에 할당할 수 있습니다. C-H 신축 진동, 약 1650 cm⁻¹ 의 밴드 C=O 신축 진동에. 1400 cm⁻¹ 에서 피크 및 1071 cm⁻¹ 는 각각 C–H 및 C–O 굽힘 진동에 해당합니다[28]. 약 1750 cm⁻¹ 에서 대두와 NBD의 스펙트럼 사이에는 분명한 차이가 있습니다. , 이는 대두의 지질로부터 C=O 결합의 신축 진동에 속합니다[29, 30]. 수용액의 불용성 지질은 물에 담그면 샘플에서 분리되어 NBD의 FTIR 스펙트럼에서 결합이 사라집니다. 샘플의 환원된 C=O 결합은 단백질의 카르복실기에서 유래합니다. 약 1543 cm⁻¹ 에 중심을 둔 피크 콩을 담그는 과정에서 단백질 분해가 일어나기 때문일 수 있습니다. 초음파 처리 전후의 모든 피크를 비교하는 동안 NBD 표면에 -OH, -C=O(아미드 I) 및 -NH 그룹의 형성을 볼 수 있습니다[31]. 위의 결과는 NBD 표면에 수산기, 아미도겐 및 카르복실기가 존재함을 보여주며, 이러한 작용기는 수용액에서 NBD의 친수성과 안정성에 중요한 역할을 합니다. X선 광전자 분광법(XPS) 스펙트럼은 그림 2c와 같이 NBD의 구성 요소를 추가로 설명하기 위해 수행되었습니다. XPS 스펙트럼은 532.0, 401.1 및 286.1 eV에서 3개의 강한 피크를 보여주며, 이는 각각 O 1s, N 1s(그림 2d) 및 C 1s(그림 2e)에 기인할 수 있습니다[32]. 이러한 결과는 NBD가 주로 C(64.33%), O(32.34%), N(2.72%)을 포함하고 P는 제한된 양으로 포함하며 P 요소는 대두의 인지질에서 유래할 수 있음을 나타냅니다[33] . 고해상도 XPS 스펙트럼에서 C 1s 스펙트럼은 287.6, 285.8 및 284.6 eV에서 3개의 피크를 표시하며, 이는 C=O, C-O/C-N 및 C-C/C=C에 할당될 수 있습니다. 그림 2c와 같이 그룹. C=O 결합은 가용성 카르복실기에서 유래합니다[24]. C–O/C=N 및 C–C/C=C는 아산화질소와 sp² 에서 나옵니다. /sp³ 탄소 [34]. 그림 2d에 표시된 N 1s 스펙트럼은 399.5 eV 및 401.6 eV에서 두 개의 주요 밴드를 확인하여 FTIR 분석과 일치하는 피리딘계 N과 피로산 N의 존재를 나타냅니다. 그림 2f에 표시된 O 1s 스펙트럼은 531.4 eV와 533.0 eV에서 두 개의 피크를 가지며, 이는 각각 C-OH/C-O-C 및 C=O 그룹에 기인할 수 있습니다[9].

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아 NBD의 XRD 패턴. ㄴ 대두 및 NBD의 FTIR 스펙트럼. ㄷ NBD의 XPS 조사 스펙트럼. C 1s의 고해상도 XPS 스펙트럼(d ), N 1초(e ) 및 O 1(f )

위의 분석을 바탕으로 대두에서 NBD가 형성될 수 있는 메커니즘이 제안되었습니다. 먼저, 용액에 부유된 바이오매스의 일부 큰 입자는 초음파 뇌진탕에 의해 나노미터 크기로 분해됩니다. 초음파 추출 처리 전후의 용액 변화는 추가 파일 1:그림 S1에 나와 있습니다. 그런 다음, 위의 과정에서 대두의 단백질이 저분자 펩타이드와 아미노산으로 가수분해되고, 나노 크기의 바이오매스에 많은 저분자 펩타이드 사슬이 부착되어 고도로 표면 기능화된 바이오매스 점을 형성한다. 바이오매스 도트의 표면에 있는 작용기는 형광에 대한 주요 기여자입니다. 메커니즘에 따라 녹두도 전구체로 사용되었으며 추가 파일 1:그림 S2와 같이 파란색 형광성 NBD도 얻었습니다.

광학 속성

NBD는 여기 의존적 형광 특성을 나타내며 여기 파장이 320에서 520 nm까지 다양할 때 방출 피크가 점차적으로 적색 편이되어 그림 3a와 같이 여기 파장을 변경하여 NBD의 방출을 조정할 수 있음을 나타냅니다. NBD 수용액은 그림 3b의 삽입 그림과 같이 실내 조명 아래에서 투명하고 UV 조명 아래에서 파란색 형광을 나타냅니다. NBD의 광발광 여기(PLE) 스펙트럼은 추가 파일 1:그림 S3에 표시되며 광학 여기 파장은 360 ~420 nm 범위입니다. NBD의 PL 기원을 탐색하기 위해 농도가 다른 NBD의 UV-Vis 흡수 스펙트럼이 실온에서 기록되었습니다(아래에서 위로 NBD의 농도는 0.03, 0.06, 0.13, 0.25, 0.25, 0.50, 0.50). , 0.75, 1.00 및 1.50 g/l), 그림 3b와 같습니다. NBD의 UV-Vis 흡수 스펙트럼은 각각 270 nm 및 330 nm에서 두 개의 명확한 흡수 피크를 나타냅니다. 전자는 π-π^* 에 기인할 수 있습니다. C–C/C=C 결합의 전이, 후자는 n-π^* 으로 C=O/N 결합의 전이 [35, 36]. 이러한 기능 그룹은 NBD의 형광에 기여하는 주요 발색 그룹입니다[37, 38]. 초음파 추출 중 대두의 PL 스펙트럼은 추가 파일 1:그림 S4에 표시되며 시간이 지남에 따라 PL 강도가 증가하여 최대값에 도달합니다. 그림 3c는 80 ~ 300 K에서 측정된 NBD의 PL 스펙트럼을 보여줍니다. NBD는 온도가 증가함에 따라 모든 피크가 단조롭게 강도가 감소하는 전형적인 열 담금질 거동을 나타냅니다. 이러한 PL 거동은 온도 증가에 따른 비복사 재결합의 증가와 복사 재결합의 감소에 기인할 수 있습니다[39, 40]. NBD의 안정성을 평가하기 위해 그림 3d와 같이 NBD의 광안정성 및 열안정성을 특성화했습니다. 광안정성을 위해 측정 설정 이미지는 추가 파일 1:그림 S5에 나와 있습니다. 형광 강도 값은 추가 파일 1:그림 S6 및 S7에 나와 있습니다. NBD의 방출 강도는 6 시간 동안 UV 램프 조명에서 90% 이상으로 유지되어 양호한 광안정성을 나타냅니다. 열안정성을 위해 NBD의 형광 강도는 온도가 20에서 80 ^° 로 변할 때 거의 감소하지 않습니다. C, 높은 열 안정성을 나타냅니다.

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아 여기 파장이 있는 NBD의 형광 스펙트럼은 320에서 520 nm로 변경됩니다. ㄴ NBD의 UV-Vis 흡수 스펙트럼. ㄷ 다른 온도에서 NBD의 형광 스펙트럼, 삽입은 온도의 함수로서 NBD의 형광 강도 플롯입니다. d 다른 시간 동안 365nm 램프의 조명 하에서 NBD 분말의 형광 강도 및 이미지와 다른 측정 온도에서 NBD 분말의 형광 강도 및 이미지

세포독성 평가

MTT 분석을 사용하여 NBD의 세포독성을 평가했습니다. 그림 4와 같이 수열법으로 합성한 NBD와 다른 두 종류의 CD와 배양한 HeLa 세포의 생존율. 그림 4에서 보는 바와 같이 NBD 용액을 주입하면 NBD의 농도가 높아도 세포 생존율이 거의 감소하지 않는다. NBD는 800 μg/ml에 도달합니다. HeLa 세포가 800 μg/ml의 농도에서 다른 두 종류의 CD와 함께 배양되었을 때 세포 생존율은 70%와 67%였습니다. 분명히 NBD는 화학 시약으로 만든 CD보다 우수한 생체 적합성을 나타냅니다.

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다양한 농도의 NBD 및 CD와 함께 72시간 배양 후 HeLa 세포의 생존력

Fe에 대한 NBD의 속성 감지³⁺

흥미롭게도 NBD의 형광은 Fe³⁺ 에 의해 효과적으로 소멸될 수 있습니다. , 그림 5a와 같이 NBD의 PL 강도는 Fe³⁺ 의 증가에 따라 크게 감소합니다. 집중. 또한 F₀ 사이에 좋은 선형 관계를 그릴 수 있습니다. /F 및 Fe³⁺ 농도 범위 0 ~ 30 μM(R ² =0.99), 여기서 F₀ F는 Fe³⁺ 의 부재 및 존재 하에서 370/445 nm의 ex/em에서 NBD의 PL 강도였습니다. , 그림 5b와 같이. 담금질 효율은 Stern-Volmer Eq:

에 의해 적합되었습니다. $$ \frac{{\mathrm{F}}_0}{\mathrm{F}}=1+{K}_{\mathrm{SV}}\left[Q\right] $$ (1) <사진>

아 다양한 농도의 Fe^{3가 있는 NBD의 PL 스펙트럼 +} . ㄴ Fe^{3의 함수로서의 센서 보정 곡선 +} 집중. ㄷ 다른 이온이 존재할 때 NBD의 형광 강도. d 실내 및 UV 조명에서 서로 다른 금속 이온을 사용한 NBD 용액의 사진 이미지

여기서 K _sv 는 Stern-Volmer 담금질 상수이고 [Q ]는 Fe³⁺ 입니다. 집중. 선형 회귀 방정식은 Y입니다. =0.0072X + 0.99479, R ² =0.99. 제안된 센서의 검출한계(LOD)는 Fe³⁺ 의 최대 허용 수준보다 낮은 2.9 μM로 결정되었습니다. (5.37 μM) 미국 환경 보호국(USEPA)에서 설정한 음용수 [24]. 선택성은 화학 센서의 또 다른 중요한 매개변수입니다. 따라서 Ca²⁺ 를 포함한 여러 간섭 금속 이온에 대한 센서의 형광 반응이 조사되었습니다. , CD²⁺ , 공동²⁺ , Cu²⁺ , Cr³⁺ , Fe³⁺ , Fe²⁺ , Hg²⁺ , Mn²⁺ , 나⁺ , Pb²⁺ 및 Zn²⁺ . 각각 10⁻² 농도의 금속 이온 M을 3 g/l 농도의 NBD 용액 1 ml에 첨가했습니다. 그림 5c에서 NBD의 형광 강도가 Fe³⁺ 에 더 민감하게 반응함을 알 수 있습니다. 다른 금속 이온보다 그림 5d의 사진은 실내 및 UV 조명 하에서 다양한 이온을 가진 NBD의 이미지이며 금속 이온의 농도는 100 μM이었다. 분명히 NBD는 Fe³⁺ 존재에서 소멸됩니다. , 시각적 감지에 사용할 수 있음을 나타냅니다.

소화 메커니즘

Fe³⁺ 존재 시 NBD의 담금질 메커니즘 NBD의 UV-Vis 흡수 스펙트럼 및 형광 수명을 기반으로 논의되었습니다. 추가 파일 1:그림 S8에 표시된 UV-Vis 흡수 스펙트럼에서 Fe³⁺ 도입으로 270 nm 및 340 nm에서 흡수 피크의 변화가 없습니다. , Fe³⁺ NBD의 구조에 영향을 미치지 않습니다[41]. UV-Vis 흡수 스펙트럼과는 별도로 Fe³⁺ 의 효과 NBD의 수명에 대해서도 연구했습니다. 도 6a에서 Fe³⁺ 첨가 후 형광 수명이 짧아짐 , NBD의 d Fe³⁺ 의 궤도 , 따라서 NBD의 복사 재결합을 감소시킵니다[42]. Fe³⁺ 에 의한 NBD의 형광 소광 메커니즘 그림 6b에 나와 있습니다. Fe³⁺ 존재 시 NBD의 민감한 형광 소광 효과 Fe³⁺ 간의 강력한 상호 작용에서 비롯될 수 있습니다. 및 NBD의 표면 그룹. Fe³⁺ NBD 표면의 아미노 및 카르복실기와 결합 친화도가 더 강하고 킬레이트 반응 속도가 더 빠릅니다. Fe³⁺ 간의 특별 조정 이온 및 NBD의 페놀성 수산기/아민기는 Fe³⁺ 검출에 널리 사용되었습니다. 전통적인 유기 화학에서 이온 또는 착색 반응 [43, 44]. 또한 Fe³⁺ 의 산화환원 전위는 /Fe²⁺ (Ф =0.77)은 NBD의 최저 비점유 분자 궤도(LUMO)와 최고 점유 분자 궤도(HOMO) 사이에 위치하여 LUMO에서 Fe³⁺ 의 복잡한 상태로 광유도 전자 이동을 유발합니다. [45]. 이 결과는 NBD가 Fe³⁺ 에 매우 민감하다는 것을 보여줍니다. 다른 금속 이온보다.

<그림>

아 Fe^{3의 부재 및 존재 시 NCD의 형광 붕괴 흔적 +} 370 nm에서 여기되고 445 nm에서 방출됩니다. ㄴ Fe^{3 존재 시 NBD의 가능한 형광 소광 메커니즘에 대한 개략도 +} 이온

결론

요약하면, 발광성 NBD는 가열이 없는 UES 접근 방식을 통해 대두에서 준비되었습니다. NBD는 16.7%의 PL QY로 밝은 파란색 형광을 나타내며, 식용 바이오매스 및 가열이 필요 없는 합성 공정의 이점으로 NBD의 농도가 800 μg/ml에 도달하더라도 세포 생존율은 여전히 100%를 유지합니다. 또한 NBD의 형광은 Fe³⁺ 에 특이적인 감도를 나타냅니다. , LOD는 2.9 μM에 도달할 수 있습니다. 낮은 독성과 높은 검출 한계는 NBD가 생물학적 및 환경 시스템에서 잠재적인 응용을 찾을 것으로 예상된다는 것을 나타냅니다.