나노물질
산업 제조
과산화수소(H2 O2 )은 GOD(glucose/glucose oxidase) 반응과 같은 oxidase 기반 효소 반응의 중요한 산물입니다. 따라서 생성된 H2 O2 다양한 탄수화물과 그 산화효소의 검출을 달성하는 것은 매우 중요합니다. 여기에서 우리는 H2의 선택적 검출을 위한 형광 및 비색 출력을 모두 갖춘 새로운 이중 모드 나노센서 역할을 할 수 있는 이중 방출 탄소 나노점(CD)의 한 종류를 보고합니다. O2 . 이중 모델 나노센서는 장식되지 않은 이중 방출 CD에 의해서만 설정되며, 여기서 다른 농도의 H2를 추가하면 상당한 형광 및 비색 변화가 관찰됩니다. O2 H2에 대한 육안 감지의 달성에 도움이 되는 CD 솔루션에서 O2 . 나노센서의 메커니즘은 H2의 하이드록실 라디칼과 같은 외부 화학적 자극에 기인할 수 있습니다. O2 CD의 방출과 흡수를 지배하는 표면 특성의 변화와 CD의 응집을 유발합니다. 구성된 이중 모드 나노센서는 H2에 대해 우수한 생체 적합성과 높은 선택성을 나타냅니다. O2 0.05~0.5M에 이르는 선형 감지 범위로 H2 감지 가능 O2 최저 14mM.
<섹션 데이터-제목="배경">형광 탄소 나노점(CD)은 우수한 생체 적합성, 낮은 독성, 조정 가능한 광발광(PL) 및 높은 양자 수율과 같은 고유한 물리화학적 특성으로 인해 광범위한 연구 관심을 불러일으켰습니다. 위의 특성 때문에 CD는 바이오 이미징, 바이오 센서 및 발광 장치를 포함하지만 이에 국한되지 않는 다양한 분야에서 잠재적인 응용을 발견했습니다[1,2,3,4,5,6,7,8,9]. 또한, CD는 유기 염료나 반도체 양자점(QD)에 비해 상향 변환 및 하향 변환 능력, 광학 깜박임 부족 및 높은 광안정성으로 인해 형광 증가 또는 소광에 의한 형광 나노 센서의 응용 분야에 더 적합합니다[10 ,11,12,13,14,15,16,17,18,19].
과산화수소(H2 O2 )는 살균 능력을 위해 항상 의료 소독제로 사용되는 일반적인 산화제의 일종입니다. 게다가 H2 O2 또한 GOD(glucose/glucose oxidase) 반응과 같은 oxidase 기반 효소 반응의 중요한 산물입니다. 따라서 H2의 프로빙을 통한 센싱 전략 O2 탄수화물과 그 산화효소의 검출을 위한 유망한 접근법으로 사용될 수 있습니다. 이러한 이유로 H2의 감지는 O2 당뇨병과 같은 탄수화물 대사에 관한 질병을 모니터링하는 데 사용할 수 있습니다. 현재 H2의 결정에 기반한 다양한 포도당 센서가 있지만 O2 다양한 분석 방법을 사용하여 개발되었지만 이전에 보고된 센서 시스템은 주로 전도도 측정, 형광 측정 또는 비색 변화와 같은 단일 신호를 기반으로 합니다[20,21,22]. 최근 나노기술의 발전, 특히 반도체 양자점과 탄소 기반 나노입자와 같은 형광 나노입자의 발전으로 새로운 H2 O2 나노센서. Luet al. H2 생성 모니터링을 통해 포도당의 비율 측정 형광 감지를 위해 CdTe QD와 로다민을 결합하여 한 종류의 이중 방출 마이크로하이브리드(DEMB)를 개발했습니다. O2 [20]. Zhang et al. H2에 선택적이고 민감한 반응을 보이는 형광 나노센서 보고 O2 CD의 형광 소광을 통해 [21, 22]. 그러나 이러한 작업은 고가의 화학 성분과 중금속 오염을 포함하는 반도체 기반 양자점의 본질적인 결함을 불가피하게 초래했습니다. 더욱이, 단일 신호 판독(형광 소광 또는 색상 변화)을 기반으로 하는 나노센서는 환경 요인의 변동 및 실험 작동 오류로 인해 분석 안정성이 불량할 수 있습니다. 위의 고려 사항으로 인해 우리는 형광 및 용액 색상이 H2 농도의 변화에 매우 민감한 형광 CD의 새로운 종류를 개발하고자 합니다. O2 . 따라서 이러한 CD를 기반으로 하는 이중 모드 나노센서는 H2 O2 H2의 육안 검출 실현에 유리한 CD 용액의 형광 및 비색 변화를 동시에 검사함으로써 O2 .
이 연구에서 우리는 365nm UV 램프(청색 및 녹색 형광 방출)에서 가시광선 및 이중 형광 방출 아래에서 짙은 빨간색 용액 색상을 나타내는 새로운 유형의 CD를 합성하는 손쉽고 편리한 방법을 개발했습니다. CD는 시트르산, 요소 및 N을 사용하여 용매열법을 통해 간단하게 합성됩니다. ,N - 디메틸포름아미드(DMF)를 탄소원, 질소원 및 반응 용매로 각각 사용. 형광 및 용액 색상은 H2 농도의 변화에 매우 민감합니다. O2 . 따라서 이러한 CD를 기반으로 하는 이중 모드 나노센서는 H2 O2 H2의 육안 감지 실현에 유리한 CD 솔루션의 형광 및 비색 변화를 동시에 검사함으로써 O2 . 고가의 장비를 도입하지 않고도 이러한 CD를 기반으로 하는 이중 모드 나노센서가 구축되었습니다. 이 감지 시스템은 잠재적인 작동 오류를 효과적으로 방지하고 측정의 신뢰성을 크게 향상시킬 수 있습니다. 또한 CD 기반 나노센서는 우수한 생체적합성과 높은 수용성으로 인해 생체 내 및 시험관 내 혈당 검출 응용 분야에서 유망합니다.
CD는 탄소원으로 시트르산, 질소원으로 요소 및 공반응물로 DMF를 사용하여 용매열법을 사용하여 제조되었습니다. 일반적인 실험에서는 구연산(1g)과 요소(2g)를 10mL DMF에 용해했습니다. 그런 다음 용액을 25mL 폴리(테트라플루오로에틸렌) 라이닝된 오토클레이브에 옮기고 160°C에서 4시간 동안 가열했습니다. 반응 후 오토클레이브를 자연적으로 상온으로 냉각시켰다. 암적색 용액을 얻었다. 5mL 반응 용액을 25mL 풍부한 에탄올에 첨가하여 CD를 침전시키고 7500rpm에서 30분 동안 원심분리했습니다. 그런 다음, 침전물을 투석하여 순수한 CD를 얻었다. 준비된 CD를 수집하고 진공 건조 오븐에서 60°C 및 1Pa 미만에서 12시간 동안 건조했습니다. 그런 다음 CD를 탈이온수에 재용해하여 0.75mg mL -1 을 형성했습니다. 추가 연구를 위한 CD 솔루션. 그리고 이어지는 H2 O2 -처리된 CD를 수집하고 표면 형태 및 구조적 특성의 특성화를 위해 동일한 방법으로 건조했습니다.
CD의 표면 형태는 고해상도 투과 전자 현미경(HRTEM, JEOL JSM-IT100)으로 특성화되었습니다. CD의 구조적 특성은 X선 회절계(XRD, PA National X'Pert Pro) 및 마이크로 라만 분광계(Renishaw RM 2000)로 수행되었습니다. CD의 흡수 스펙트럼은 Hitachi U-3900 UV-Vis-NIR 분광 광도계에서 측정되었습니다. CD의 형광 스펙트럼은 분광광도계(Hitachi F-7000)로 측정하였다. CD의 형광 양자 수율은 보정된 적분구가 있는 Horiba FL-322 분광계에 의해 얻어졌습니다. CD의 형광 감쇠 곡선은 각각 450 및 500nm에서 방출을 모니터링하는 405nm NanoLED를 사용하여 Horiba FL-322에 의해 측정되었습니다. CD의 푸리에 변환 적외선 스펙트럼(FTIR)은 Bio-Rad Excalibur 분광계(Bruker Vector 22)에서 기록되었습니다. X선 광전자 분광법(XPS)은 여기 소스로 Mg를 사용하여 ESCALAB MK II X선 광전자 분광계에서 기록되었습니다.
H2 감지용 O2 , H2 존재하에서 CD의 형광 및 흡수 스펙트럼 O2 PBS 버퍼(pH =7.4, 25°C)에서 검사했습니다. 일반적인 실험에서 다른 양의 H2 O2 먼저 증류수와 혼합한 다음 20μL 0.75mg mL −1 CD 용액을 4mL H2에 주입했습니다. O2 농도가 다른 용액(0, 0.05, 0.1, 0.15, 0.25, 0.5, 1.0, 2.0M). 그런 다음 CD를 H2에 첨가한 후 사진, 형광 및 흡수 스펙트럼을 촬영했습니다. O2 솔루션.
CD 기반 나노 센서의 선택성도 평가되었습니다. CD 용액(20μL, 3.75μg mL −1 )에 다른 종류의 양이온 및 산화제(4mL, 0.1M)를 혼합한 다음 용액을 1분 동안 흔듭니다. 마지막으로 CD를 H2에 첨가한 후 용액의 UV-Vis 흡수 및 형광 스펙트럼을 기록했습니다. O2 솔루션.
준비된 CD의 형태는 투과전자현미경(TEM)으로 측정하였다. 그림 1a에서 볼 수 있듯이 CD는 2.5~6.5nm의 균일한 크기 범위와 약 5nm의 평균 직경으로 잘 분산되어 있습니다(추가 파일 1:그림 S1b). 또한, HRTEM 이미지(그림 1a의 삽입)는 흑연의 (100)과 일치하는 0.21nm 주변의 회절 무늬를 보여줍니다. 그림 1b에 표시된 CD의 XRD 패턴은 약 23.4°에서 넓은 피크를 나타내며, 이는 흑연과 같은 탄소 구조를 가진 매우 무질서한 탄소 원자에 해당합니다. CD의 라만 스펙트럼(그림 1c)은 두 개의 밴드를 나타냅니다. D 밴드(약 1347cm −1 ) , sp 3 의 진동으로 인한 것입니다. -불완전하고 무질서한 하이브리드 탄소) 및 G 밴드(약 1577cm −1 에서) , E2g sp 2 의 진동 모드 - 2차원 육각형 결정 구조의 하이브리드 탄소). CD의 FTIR 스펙트럼(그림 1d)은 3100-3600cm -1 에서 O–H/N–H의 넓은 진동 흡수 대역을 나타냅니다. , 약 1690–1610cm −1 에서 C=O/C=C의 신축 진동 약 1350–1390cm −1 에서 N–O의 신축 진동 . 위의 데이터는 CD 표면에 일부 작용기가 있을 수 있음을 나타내며 이러한 작용기는 수용액에서 CD의 높은 친수성과 안정성에 중요한 역할을 할 수 있습니다.
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아 CD의 TEM 이미지. 삽입 CD의 HRTEM 이미지를 보여줍니다. ㄴ CD의 XRD 패턴. ㄷ CD의 라만 분광법. d CD의 FTIR 분광법. 이 0.5M H2를 추가한 후 CD의 형광 변화 O2 . 삽입 이전 CD의 사진을 보여줍니다(왼쪽 ) 및 이후(오른쪽 ) H2 추가 O2 자외선 아래. 에 0.5M H2를 추가한 후 CD의 비색 변화 O2 . 삽입 이전 CD의 사진을 보여줍니다(왼쪽 ) 및 이후(오른쪽 ) H2 추가 O2 대낮에
H2에 대한 CD 기반 나노센서의 형광 거동 O2 그림 1e에 표시된 CD 수용액에서 측정되었습니다. 365nm의 단일 파장 여기에서 CD 솔루션은 비대칭 방출 스펙트럼을 보여주며, 각각 청색 및 녹색 형광 밴드에 해당하는 450 및 500nm에 중심을 둔 이중 방출 형광 밴드에 적합할 수 있습니다. CD 솔루션이 H2와 혼합된 경우 O2 , 파란색 밴드의 강도는 녹색 밴드의 강도보다 더 크게 감소합니다. 따라서 CD의 가장 강한 방출은 H2를 추가한 후 CD의 여기-방출 매트릭스 결과에서 450nm에서 500nm로 이동합니다. O2 (추가 파일 1:그림 S2). 결과적으로 CD 용액의 형광 색상은 365nm UV 램프 조명에서 파란색에서 녹색으로 바뀝니다(그림 1e 삽입). 또한 CD 솔루션은 H2를 추가한 후 진한 빨간색에서 녹색으로 비색 변화를 동시에 경험합니다. O2 (그림 1f의 삽입). 이 색상 변화는 H2의 추가로 인해 약 555 및 595nm에서 흡수 밴드의 강도 진화에 기인할 수 있습니다. O2 CD 솔루션(그림 1f). 종합하면, 이러한 결과는 CD가 H2 검출을 위한 이중 모드 나노센서로 사용될 수 있음을 확인시켜줍니다. O2 .
센싱 메커니즘, H2 첨가 후 CD의 형태 및 형광 특성을 조사하기 위해 O2 특성화되기도 했다. 추가 파일 1:그림 S1a 및 S1c에 설명된 대로 H2 추가 O2 CD 솔루션에 삽입하면 크기가 30~60nm 범위인 CD가 응집될 수 있습니다. H2 O2 -유도된 CD의 응집은 정규화된 흡수 스펙트럼에서도 나타났습니다(추가 파일 1:그림 S3). 즉, CD의 흡수 밴드는 가시 영역에서 555nm에서 595nm로 적색 이동합니다[15]. 이에 따라 CD 용액의 색상은 짙은 빨간색에서 녹색으로 변하며 CD의 분산 상태가 응집 상태로 변합니다. H2를 추가하기 전후의 CD의 XRD 스펙트럼(그림 1b 및 추가 파일 1:그림 S4) O2 약간 변경하여 CD의 결정 구조에 변화가 없음을 나타냅니다.
H2를 추가하여 준비된 CD의 형광 진화 O2 형광 스펙트럼으로 조사했습니다. 여기-방출 행렬은 H2의 추가를 보여줍니다. O2 CD의 방출 중심을 450에서 500nm로 변경합니다(추가 파일 1:그림 S2). 450 및 500nm에서 방출된 CD에 대해 그림 2a에 표시된 형광 감쇠 곡선은 각각 평균 수명이 7.96 및 7.12ns(365nm 여기에서)인 단일 지수 감쇠 함수에 의해 잘 맞을 수 있습니다. 대조적으로, H2 후 CD의 형광 감쇠 수명 O2 처리는 4.53 및 4.83ns로 바뀌었습니다(그림 2b 및 표 1). 한편, PL 양자 수율(η int ) H2일 때 CD의 5.5%에서 4.6%로 변경 O2 CD 솔루션에 추가되었습니다. 형광 수명 및 PL 양자 수율의 변화를 고려하면 CD와 H2 사이에서 전하 이동(CT)이 발생할 수 있다고 결론지을 수 있습니다. O2 , 이는 CD의 PL 스펙트럼을 변경하는 방아쇠가 될 수 있습니다.
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아 , b (a ) 및 이후(b ) 0.5M H2 추가 O2 . ㄷ , d (c 이전 CD의 XPS(N1) ) 및 이후(d ) 0.5M H2 추가 O2
CD의 FTIR 및 XPS 스펙트럼을 측정하여 H2 O2 . H2를 추가하기 전과 후의 CD의 FTIR 스펙트럼 O2 추가 파일 1에 표시됨:그림 S7은 약 1350–1390cm −1 에서 N–O의 신축 진동을 보여줍니다. H2의 추가로 증가 O2 , 이는 XPS 스펙트럼의 결과로도 확인됩니다. 전체 조사 XPS 스펙트럼(추가 파일 1:그림 S8)에서 관찰되었으며 H2 전후의 CD의 O 대 N 비율 O2 처리는 각각 1.57 및 3.85였다. O/N의 증가하는 비율은 CD에서 N의 결합 상태가 H2의 추가로 변경될 수 있음을 보여줍니다. O2 , 그림 2c, d에 표시된 고해상도 N1s XPS 스펙트럼과 일치합니다. N1s XPS 스펙트럼의 결과에서 CD의 흑연 N 함량은 H2 추가로 증가했습니다. O2 . 또한 H2를 추가한 후 N1s 스펙트럼에서 407.3eV에서 NO 상태의 추가 피크가 있습니다. O2 , 이는 분명히 H2 O2 CD에서 표면 상태의 변화를 가져옵니다. 모든 조사는 표면 N 프레임이 H2를 추가하여 변경될 수 있음을 나타냅니다. O2.
이전 보고서에 따르면 CD의 방출 밴드는 N-도핑된 라디칼 및 요소 그룹과 같은 표면 상태와 관련이 있습니다[5, 9, 12, 23,24,25]. 한편, 이러한 표면 상태는 외부의 물리적 또는 화학적 자극에 민감합니다. 광물리 및 표면 환경 분석을 기반으로 H2의 도입으로 형광 진화의 메커니즘을 제안합니다. O2 (그림 3). 준비된 CD의 가장자리 상태는 공액 pyrrolic N 그룹으로 구성됩니다. 이러한 유형의 N 상태는 대부분 높은 에너지 수준에서 국한될 수 있습니다. 따라서 여기된 전자는 높은 수준의 표면 N 상태로 비방사적으로 이완된 다음 약 450nm의 형광 방출 밴드와 함께 기저 상태로 복사적으로 이동할 수 있습니다. 대조적으로, CD 용액의 형광 강도는 H2 사이의 동적 소광 때문에 약간 감소합니다. O2 및 CD, 여기서 CT는 CD와 H2 사이에서 발생합니다. O2 이전 보고서 [26,27,28,29]와 유사합니다. 그렇지 않으면 H2에서 하이드록실 라디칼의 영향으로 고에너지 형광 라디칼(관련 N 상태)이 저에너지 N-O 상태로 변환된다고 추론할 수 있습니다. O2 . 따라서 여기된 전자는 500nm에서 녹색 방출 밴드가 있는 바닥 상태로 더 낮은 에너지의 NO 상태에서 바닥 상태로 복사 전이로 대부분 이완될 수 있으며, 이는 450nm 형광의 정적 소멸을 초래하기도 합니다. 따라서 CD의 주요 방출 대역은 청색 방출에서 녹색 방출로의 변화를 나타낼 수 있습니다.
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이전의 CD에 대한 가능한 감지 메커니즘(왼쪽 ) 및 이후(오른쪽 ) H2 추가 O2
위의 CD의 형광 및 비색 거동을 기반으로 H2를 감지하는 나노센서를 개발했습니다. O2 CD로. 제안된 감지 시스템은 수용액에서 적절한 농도의 CD로 구성됩니다(3.75μg mL −1 , 추가 파일 1:그림 S9), 여기서 CD는 이 시스템에서 비색 및 형광 리포터의 이중 기능을 수행합니다.
CD 솔루션을 기반으로 제안된 나노센싱 시스템은 그림 4에 나와 있습니다. H2에 의한 형광 및 비색 변화 O2 육안으로 명확하게 시각화할 수 있으며(그림 4c, f), 파란색에서 녹색으로, 진한 빨간색에서 녹색으로의 일련의 눈에 띄는 색상 변화가 UV 조명 및 일광 조명에서 관찰될 수 있습니다. 게다가 H2의 추가 O2 CD 용액에 들어가는 것은 형광 및 흡수 스펙트럼으로 정량적으로 표현될 수도 있습니다(그림 4a, d). 그림 4a와 같이 450과 500 nm를 중심으로 하는 형광 밴드는 H2의 증가에 따라 점차적으로 감소합니다. O2 0에서 2M로의 농도. 그러나 H2의 증가 O2 농도는 450nm에서 형광 강도의 다양한 감소로 이어집니다(I 450 ) 및 500nm(I 500 ), 이는 CD 용액의 형광 색상 변화와 잘 일치합니다(그림 4c). 따라서 500nm에서 형광 강도 대 450nm에서 형광 강도의 비율이 H2를 모니터링하기 위해 선택됩니다. O2 농도(그림 4a, b). 낮은 비율은 청색 방출과 관련이 있으며 녹색 형광은 I의 높은 비율에서 육안으로 관찰할 수 있습니다. 500 나에게 450 . 이러한 수단에 의한 선형 감지 범위는 선형 상관 관계가 있는 0.05~0.5M에 걸쳐 있습니다. R 2 =0.987. 유사하게, 555 및 595 nm에서 흡수 밴드의 불균일한 감소로 인해 CD 용액에서 비색 변화가 발생합니다. 그림 4d와 같이 가시광선 영역에서는 흡수 강도가 감소하지만 H2 O2 농도는 595nm 부근의 흡수가 555nm 부근보다 더 천천히 감소합니다. 따라서 595nm에서의 흡수 비율(A 595 ) 555nm(A 555 )를 사용하여 H2를 측정할 수도 있습니다. O2 집중. A의 비율 595 A에게 555 지수 상관 관계 R을 사용하여 0.05에서 2M으로 기하급수적으로 증가합니다. 2 =0.999이고, 비색 변화는 H2와 잘 상관됩니다. O2 선형 검출 한계(LOD)가 14mM인 0.05~0.25M의 농도 범위(추가 파일 1:그림 S11 및 표 S1). 이중 모드 나노 센서는 H2 농도로 인해 임상 및 의약 요구 사항을 충족하는 이 방법의 적절한 감도를 가지고 있습니다. O2 플라즈마에서 약 밀리몰(~10mM) 범위의 GOD 반응을 통해 [20]. 또한 듀얼 모드 나노 센서에는 자체 교정 기준이 내장되어 있어 강도 변동 및 기타 외부 요인을 제거할 수 있어 테스트 정확도를 높이는 데 기여합니다.
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아 다른 H2가 있는 상태에서 CD의 형광 스펙트럼 O2 농도. ㄴ I의 교정 곡선 500 /나 450 CD 대 H2 O2 집중. 삽입 I의 선형 감지 범위 표시 500 /나 450 CD 대 H2 O2 집중. ㄷ H2 농도에 따른 형광 CD 용액의 사진 이미지 O2 . d 다른 H2가 있는 상태에서 CD의 UV-Vis 스펙트럼 O2 농도. 이 A의 교정 곡선 595 /A 555 CD 대 H2 O2 집중. 에 H2 농도에 따른 CD 용액의 사진 이미지 O2
H2에 대한 나노센서의 선택성을 평가하려면 O2 , 간섭 분석은 Na + 와 같은 몇 가지 일반적인 양이온을 사용하여 동일한 조건에서 수행되었습니다. , K + , NH 4+ , Ca 2+ , Zn 2+ 및 Fe 2+ . 그림 5a, b에서 볼 수 있듯이 CD의 형광 및 비색 변화는 다양한 양이온이 존재할 때 조사되었습니다. Na + 가 있을 때 , K + , NH4 + , Ca 2+ , Zn 2+ 및 Fe 2+ , I의 형광 비율 500 나에게 450 및 A의 흡수율 595 A에게 555 빈 샘플과 비교하여 약간의 변동으로만 나타납니다. 이는 이러한 양이온이 H2 검출에 거의 간섭하지 않는다는 것을 의미합니다. O2 . 또한 HNO3와 같은 다른 산화제가 CD에 미치는 영향도 비교했습니다. , KClO3 , FeCl3 , NaClO, K2 Cr2 O7 및 KMnO4 (그림 5c, d 및 추가 파일 1:그림 S12 및 S13), 그리고 K2를 제외한 이러한 산화제를 추가하면 형광 색상이 파란색에서 녹색으로 변하는 것을 발견했습니다. Cr2 O7 및 KMnO4 . 따라서 K2의 간섭을 배제할 수 있습니다. Cr2 O7 및 KMnO4 형광 변화를 통해 또한 HNO3와 같은 다른 산화제의 영향을 쉽게 배제할 수 있습니다. , KClO3 , FeCl3 , 및 A의 흡수율 결과로부터 NaClO 595 A에게 555 . 따라서 이 논문에서 시연된 이중 모드 나노센서는 두 가지 독립적인 검출 방법의 시너지 효과로 인해 결정의 높은 선택성에서 매우 유망할 수 있습니다[30,31,32,33]. 또한 H2를 추가할 때 형광 측정 변화의 응답 시간을 측정했습니다. O2 H2 주입 후 형광이 감소함을 발견했습니다. O2 약 3.3초에서 안정적으로 유지됩니다(추가 파일 1:그림 S14).
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아 , ㄷ 형광비 I 500 /나 450 CD 및 다양한 간섭 양이온(a ) 및 산화제(c ). ㄴ , d 흡수율 A 595 /A 555 CD 및 다양한 간섭 양이온(b ) 및 산화제(d )
A549 세포의 생존력은 CD의 세포독성을 평가하기 위한 표준 CCK-8 분석을 사용하여 조사되었습니다. 그림 6에서 볼 수 있듯이 A549 세포를 500μg mL와 같은 고농도 CD에서도 48시간 동안 CD와 함께 인큐베이션하면 거의 80%의 생존율을 얻을 수 있습니다.
−1
. CD의 50% 억제 농도(IC50)는 약 1106μg mL
-1
인 것으로 계산됩니다. GraphPad Prism 5.0에 의해 CD가 고농도에서 생체 적합성이 우수하고 세포 독성이 매우 낮음을 추론합니다. 또한 H2에 대해 이전에 보고된 나노센서의 분석 성능을 비교했습니다. O2 추가 파일 1에 표시된 결정:표 S2. 검출의 생체 적합성, 단순성 및 시각화는 보고된 대부분의 H2와 비슷하거나 훨씬 더 우수합니다. O2 분석. CD 기반 듀얼 모드 나노 센서가 H2에 대해 좋은 선택성을 가지고 있음을 고려 O2 검출, 혈당과 동일한 순서로 적절한 검출 한계(LOD =14 mM), 고농도 CD에서 세포 독성이 매우 낮은 나노 센서는 혈당 및 기타 임상 요구 사항의 테스트에 사용될 가능성이 있습니다. /P> <사진>
다양한 농도의 CD에서 48시간 배양 후 A549 세포의 세포 생존율
결론적으로, 우리는 H2의 정량적 검출을 위해 비색 및 형광 측정 출력을 모두 갖춘 CD를 기반으로 하는 이중 모드 나노센서를 제안합니다. O2 H2 도입 시 CD 용액의 형광 및 비색 변화를 기반으로 함 O2 . 나노센서는 H2에 대한 육안 감지를 달성하기 위해 간단하고 용이합니다. O2 . 나노센서의 메커니즘은 H2의 하이드록실 라디칼과 같은 외부 화학적 자극에 기인할 수 있습니다. O2 CD의 방출과 흡수를 지배하는 표면 특성의 변화와 CD의 응집을 유발합니다. 제안된 나노센서는 우수한 생체적합성, H2에 대한 높은 선택성을 나타냅니다. O2 0.05~0.5M에 이르는 선형 감지 범위와 H2 수준에 필적하는 약 14mM의 감지 한계 O2 GOD 반응에 의해 생성됩니다. 이 논문에서 보고된 전략은 질병 진단 및 환경 테스트에 유용할 수 있는 새로운 혈당 센서 개발을 위한 유망한 접근 방식을 제공할 수 있다고 믿어집니다.
나노물질
CO2로서의 수소 -화석 연료에 대한 무료 대안은 수십 년 동안 수평선에 있었고 수소 저장을 위한 탄소 섬유 강화 플라스틱(CFRP) 압력 용기의 성장은 확실히 증가하고 있습니다. 그러나 2020년에 수소는 유럽연합 집행위원회(EC)에서 2050년까지 지속 가능한 경제와 기후 중립적인 EU를 위한 유럽 그린 딜을 달성하기 위한 핵심 우선 순위로 확인된 의무 사항이 되었습니다. 항공에서 수소에 대한 주요 이벤트는 다음과 같습니다. 2020년 5월 — Clean Sky 2 및 The Fuel Cells and Hydrogen Join
고성능 수소 밸브:선택할 때 고려해야 할 사항 Chuck Hayes, Swagelok 청정 에너지 수석 애플리케이션 엔지니어 수소 연료는 이동성 솔루션으로 빠르게 성장하고 있습니다. 안전하고 비용 효율적이며 실용적이고 지속 가능한 것으로 입증되었습니다. 요컨대:이상적인 길입니다. 교통의 미래. 수소는 운송의 미래를 위한 이상적인 수단입니다. 이러한 잠재력을 실현하려면 수년 또는 수십 년 동안 지속되어야 하는 누출 방지 성능을 제공하기 위해 수소 차량 및 연료 보급 인프라를 고품질 재료로 설계 및 구축해야 합니다. 그