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Polyanilin-Nanoskein:Synthesemethode, Charakterisierung und Redoxsensorik

Zusammenfassung

Es wurde Polyanilin-Nanoskein (PANS) mit Polyanilin-Nanofasern entwickelt. PANS wurde über sequentielle Extraktions-, Erwärmungs- und Quellprozesse formuliert. Die Zusammensetzungen von PANS wurden mit Röntgenphotoelektronenspektroskopie, Fourier-Transformations-Infrarotspektroskopie, thermogravimetrischer Analyse und Brunauer-Emmett-Teller-Analyse analysiert, und die Ergebnisse zeigen, dass PANS ausschließlich aus organischen Materialien besteht. Darüber hinaus wurden für PANS konvertierbare Absorptionseigenschaften entsprechend den umgebenden sauren Umgebungen gezeigt, und unter Verwendung dieser Eigenschaften wird die Möglichkeit von PANS zum Erfassen von Veränderungen des umgebenden Redoxzustands dargestellt.

Einführung

Blütenförmige anorganische Strukturen wurden für verschiedene Anwendungen wie Katalyse [1, 2], Biosensoren [3, 4] und theragnostische Wirkstoffe [5] verwendet. Es gibt einige Synthesestrategien, um diese komplexen Strukturen zu erzeugen. Die Synthese unter Verwendung von Templat ist der erste Ansatz, zum Beispiel wurde Liposom als weiches Templat verwendet, um die Bildung von dendritischen Pt-Faltblättern zu steuern [6, 7]. Der zweite Ansatz basiert auf dem Phänomen der orientierten Anlagerung von primären Nanopartikeln, wenn sich Oberflächen mit ähnlicher atomarer Anordnung annähern. Die Synthese von dendritischen PtRu-Nanopartikeln bildet facettierte PtRu-Primärnanopartikel, die auf diesem Prinzip beruht [8]. Der dritte Ansatz beruht auf der Verwendung spezieller Verkappungsmittel oder Tenside, um anisotropes Wachstum von anorganischen Materialien zu induzieren. Beispiele hierfür sind die Synthesen von Pt- und Au-Multipoden in Gegenwart von Poly(vinylpyrrolidon) oder Cetyltrimethylammoniumbromid [9, 10]. Nach dem ersten Ansatz von Ge et al. [2] wurden organisch-anorganische hybride blütenförmige Strukturen intensiv untersucht. Bei der Synthese hybrider blütenförmiger Strukturen werden die Kombinationen verschiedener Proteine ​​(z. B. Enzyme [11] und DNA [12]) und Metallionen (z. B. Cu [13], Ca [14, 15] und Mn [16]) verwendet wurden. In den letzten Jahren gab es Studien, dass die Synthese blumenförmiger Strukturen auf Polyanilin (PAni) unter Verwendung starker Säuredotierung [17] und Polyurethan-Nanofasern [18] basierte. Darüber hinaus gab es mehrere Berichte über blumenförmige Strukturen aus organischen Materialien, wie stickstoffdotierten Kohlenstoffmaterialien [19, 20] und Polyacrylnitril [21].

In dieser Studie berichten wir über eine Methode zur Formulierung organischer blütenförmiger Strukturen, die hauptsächlich aus PAni bestehen, und deren Materialeigenschaften. Als organische Komponente wurde in dieser Studie PAni verwendet, ein repräsentatives leitfähiges Polymer. PAni ist aufgrund seiner einzigartigen Dotierungs-/Entdotierungs- oder Oxidations-/Reduktionsprozesse für konvertierbare optische Eigenschaften bekannt [22]. Unter Verwendung dieses Phänomens hat unsere Forschungsgruppe berichtet, dass PAni-vermittelte Nanostrukturen als photothermische Mittel [23] und Redox-Sensorsonden [24, 25] für biomedizinische Anwendungen verwendet werden können. Insbesondere kann die elektronische Bandlücke für PAni durch Dotierungs-/Entdotierungszustände kontrolliert werden [26]. Der Unterschied zwischen Dotierungs- und Entdotierungszuständen beeinflusst Veränderungen der optischen Spektren von PAni im sichtbaren Bereich [24]. Diese Dotierungs- und Entdotierungszustände von PAni können durch verschiedene Dotierstoffe wie starke Säuren, Lewis-Säuren, Übergangsmetalle und Alkaliionen eingestellt werden [23].

Wir haben blütenförmige PAni-Partikel als PAni-Nanoskein (PANS) bezeichnet, weil die Form von PANS wie ein Garnknäuel aussieht, das aus PAni-Nanofasern besteht. Darüber hinaus scheint PAni, wie synthetisiert, intrinsisch fibrilläre und lineare molekulare Strukturen, wie beispielsweise Fäden, zu bilden. PANS wurde synthetisiert, als wir Benzylether (BE) zu einer PAni-haltigen N-Methyl-2-pyrrolidon-(NMP)-Lösung hinzufügten und diese Mischung durch Erhitzungs- und Reinigungsverfahren geleitet wurde (Abb. 1a). Und dann wurden Änderungen der umgebenden Redoxzustände basierend auf der Farbänderung von PANS gemessen, wobei die optischen Eigenschaften umgewandelt wurden (Abb. 1b). In vielen zuvor veröffentlichten Berichten wurde jedoch Glukose mit fluoreszenz-ratiometrischen Methoden über verschiedene Sensormechanismen nachgewiesen [27, 28, 29]. Nach unserem besten Wissen waren aktuelle Forschungen zum Nachweis von Glukose unter Verwendung der konvertierbaren optischen Eigenschaften von PAni mangelhaft.

a Der Syntheseprozess von Polyanilin-Nanoskein (PANS). b Glukosemessungsprozess mit PANS

Materialien und Methoden

Materialien

Polyanilin (PAni) Mw ~ 5000, Benzylether (BE), Glucoseoxidase (GOx, von Aspergillus Niger, 145.200 Einheiten/g) und D-( +)-Glucose wurden von Sigma-Aldrich (St. Louis, MO, VEREINIGTE STAATEN VON AMERIKA). N-Methyl-2-Pyrrolidon (NMP) und Ethanol (EtOH) wurden von Dae-jung, Korea bezogen. Phosphat-gepufferte Kochsalzlösung (DPBS) von Dulbecco wurde von Welgene, Korea, und Pufferlösung (pH 4) von Samchun, Korea, bezogen. Alle anderen Chemikalien und Reagenzien waren von analytischer Qualität. Für alle Syntheseprozesse wurde hochreines deionisiertes Wasser (DW) verwendet.

Synthese von Polyanilin-Nanoskein (PANS)

Der Syntheseprozess des makellosen Produkts war wie folgt:PAni (250 mg) wurde in NMP (20 ml) gelöst und dann wurde BE (40 ml) zugegeben. Die Mischung wurde 1 h auf 200 °C vorgewärmt und 30 min auf 300 °C erhitzt. Der Reaktant wurde 3 h bei Raumtemperatur gekühlt. Die resultierende Lösung wurde mit EtOH gewaschen und das Präzipitat durch Zentrifugation bei 3000 U/min für 10 Minuten abgetrennt. Dann wurde die Lösung in EtOH redispergiert. Als nächstes wurde die in EtOH gelöste Lösung mit einer Dialysemembran (MWCO:3.500 Spectra/Por® 6, SPECTRUM® LABORATORIES, Rancho Dominguez, CA, USA) 24 h dialysiert. Nach der Dialyse wurde die Lösung 30 Minuten bei 15.000 U/min zentrifugiert. Das Fällungsmittel wurde in 30 ml DW erneut gelöst. Die endgültige PANS-Konzentration wurde mit 8,33 mg/ml berechnet.

Charakterisierung von PANS

Die Morphologie von PANS wurde mit Transmissionselektronenmikroskopie (TEM, JEM-1011, JEOL Ltd, Japan) und rasterelektronenmikroskopischer (SEM, JSM-6701F, JEOL Ltd, Japan) Bildgebung bewertet. Röntgenphotoelektronenspektren wurden unter Verwendung eines K-alpha-Systems (Thermo Fisher Scientific, Waltham, MA, USA) aufgenommen. Eine Fourier-Transformations-Infrarotspektrenanalyse (FT-IR Spectrum Two, PerkinElmer, Waltham, MA, USA) wurde durchgeführt, um die charakteristischen Banden der synthetisierten PANS zu bestätigen, und die Größenverteilung der PANS wurde durch eine dynamische Lichtstreuung (ELS-Z , Otsuka Electronics, Japan) Methode. Darüber hinaus wurden die Oberfläche und das Porenvolumen von PANS mit einem Brunauer-Emmett-Teller-Analysator (Autosorb-iQ 2ST/MP, Quantachrome Instruments, Boyton Beach, FL, USA) gemessen und die Gewichtsmenge von PANS wurde mit einem thermogravimetrischen . analysiert Analysator (SDT-Q600, TA-Instrument, New Castle, DE, USA). Darüber hinaus wurde die Absorption von PANS mit einem UV-Vis-Spektrophotometer (Optizen 2120UV, MECASYS Co., Korea) analysiert.

Glukosemessung mit PANS

Zunächst wurde die GOx-Konzentration mit DPBS auf 15 mg/ml eingestellt und die Glukose mit einer Pufferlösung mit pH 4 verdünnt. Die resultierenden Glukosekonzentrationen wurden auf 40, 20, 10, 5 bzw. 1 mg/ml festgelegt. Anschließend wurde 1 ml PANS (1,67 mg/ml) mit 20 μl GOx (15 mg/ml) und 80 μl Glukose (40, 20, 10, 5 bzw. 1 mg/ml) gemischt. Die endgültigen Glucosekonzentrationen in gemischten Lösungen wurden mit 2,91, 1,45, 0,73, 0,36 bzw. 0,07 mg/ml berechnet. Die Absorption von PANS mit GOx und Glukose wurde mit dem UV-Vis-Spektrophotometer analysiert.

Ergebnisse und Diskussion

Die Morphologie von PANS wurde durch Transmissionselektronenmikroskopie (TEM) und Rasterelektronenmikroskopie (SEM) bestätigt, wie in Fig. 2 gezeigt. PANS wies eine sphärische Form mit hierarchischen Strukturen auf. Bei der Synthese von PANS wurde zunächst PAni in NMP gelöst und dann BE der PAni/NMP-Lösung zugesetzt. Aufgrund des Löslichkeitsunterschieds für PAni zwischen NMP und BE wurde PAni in die Mischung extrahiert, daher wurde dieser Prozess als "Extraktionsprozess" bezeichnet. Nach dem Extraktionsprozess erschien PAni fibrillär, und diese Form kann aufgrund von intermolekularen Nähe zwischen PAni-Molekülen (die erste Reihe in Abb. 2 und siehe auch Zusatzdatei 1:Abb. S1). Danach wurde die Mischung nacheinander eine Stunde auf 200 °C und 30 min auf 300 °C erhitzt („Heizprozess“). Das NMP hat einen Siedepunkt bei etwa 203 °C, also lag PAni nach dem Erhitzen in BE vor. Nach dem Erhitzen war PAni stärker nukleiert als beim Extraktionsprozess, und die Form von PANS wurde rundlich. Darüber hinaus begann die Oberfläche von PANS zu falten, aber viele PANS-Partikel waren aggregiert (die zweite Reihe in Abb. 2 und siehe auch Zusatzdatei 1:Abb. S1). Anschließend wurde PANS gewaschen sowie mit Ethanol (EtOH) gequollen (dritte Reihe in Abb. 2 und siehe auch Zusatzdatei 1:Abb. S1). Nach dem Quellprozess würde EtOH zwischen PAni-Moleküle eingefügt werden, sodass auch der intermolekulare Abstand vergrößert würde. Dementsprechend existierte PANS an einzelnen Partikeln und hatte auch eine hierarchische Struktur. Um den idealen Formulierungszustand von PNAS zu bestätigen, wurde auch die Konzentration von PAni kontrolliert (Zusatzdatei 1:Abb. S2). Es wurde auch eine TEM-Bildanalyse gemäß der Zufuhrmenge von PAni bei jedem Syntheseprozess (dh Extraktions-, Erwärmungs- und Quellprozess) durchgeführt, und als die Zufuhrmenge von PAni verringert wurde (von 50,0 mg/ml auf 12,5 mg/ml), PANS war viel sparsamer formuliert. Darüber hinaus wurde die hierarchische Struktur von PANS durch ein um 90° gekipptes REM-Bild bei einer Fütterungsmenge von PAni von 50 mg/mL sicher bestätigt (Zusatzdatei 1:Abb. S3). Für die detaillierten Studien zum Formulierungsmechanismus von PANS wurde bevorzugt ein Löslichkeitstest von PAni durchgeführt (Zusatzdatei 1:Abb. S4). PAni war als hydrophob bekannt und in einem mit Wasser mischbaren polaren aprotischen Lösungsmittel wie NMP gelöst [24]. Die fibrilläre Form von PAni wurde beobachtet, wenn PAni in NMP gelöst wurde. Andererseits war PAni in BE und EtOH stärker aggregiert und größer als in NMP; darüber hinaus könnte PAni in EtOH nur spärlich mit jedem PAni-Molekül wechselwirken. Die Löslichkeitstests von PAni unter Verwendung von Absorptionsspektren wurden ebenfalls durchgeführt; EtOH zeigte die beste Löslichkeit unter EtOH, BE und entionisiertem Wasser (DW). Die nackten PAni-Moleküle lösten sich kaum in DW. Darüber hinaus wurden weitere Bedingungsexperimente gemäß dem Molekulargewicht (Mw) von PAni durchgeführt (Zusatzdatei 1:Abb. S5). Im Fall von Mw 5 kDa zeigte PANS mehr strangähnliche Strukturen als andere Bedingungen (d. h. Mw 10 kDa und 50 kDa). In anderen Fällen bildete PAni keine Nukleation, wie z. B. Mw 5 kDa, und dieses Phänomen kann auf Löslichkeitsunterschiede zu NMP für PAni zurückzuführen sein. Mit anderen Worten, wenn das Mw von PAni erhöht wird, neigt PAni dazu, in NMP unlöslich zu werden, und daher würde PAni keine PAni-Nanofasern in NMP existieren. Infolgedessen waren nicht genügend PAni-Nanofasern vorhanden, sodass auch keine strangförmigen Strukturen von PANS formuliert werden würden. Aus diesen Ergebnissen wird die Formulierung von PANS wie folgt vermutet:(1) reines PAni löst sich überhaupt nicht in DW auf; (2) PAni hat die beste Löslichkeit in NMP; (3) PAni in NMP wurde durch Zugabe von BE über den Löslichkeitsunterschied extrahiert; (4) das NMP wurde durch einen Erhitzungsprozess aus dem PAni/(NMP und BE)-Gemisch verdampft; (5) die resultierende Lösung wird mit EtOH gewaschen und das EtOH wird zwischen PAni-Moleküle eingefügt; (6) PANS-Partikel werden gequollen und in DW gut dispergiert.

Morphologie von PANS mittels Transmissionselektronenmikroskopie (TEM, links) und rasterelektronenmikroskopischer (REM, rechts) Bildgebung. Alphabetische Zeichen repräsentieren sequentielle Syntheseprozesse von PANS; (E):Extrahieren des Reaktanten mit BE, (H):sequentielles Erhitzen des Reaktanten auf 200 °C und 300 °C, und (S):Quellen des Reaktanten unter Verwendung von EtOH. Beachten Sie, dass (X):keine Behandlung. Maßstabsbalken sind 500 nm

Um die Eigenschaften von PANS zu untersuchen, wurde zunächst eine hochauflösende TEM (HRTEM)-Bildgebungsanalyse durchgeführt (Abb. 3a). PANS hatte die Morphologie für ein Garnknäuel, das aus vielen PAni-Nanofasern bestand. Um die molekulare Struktur von PANS zu überprüfen, wurde eine Röntgen-Photoelektronen-Spektroskopie (XPS)-Analyse für nacktes PAni (bPAni) und PANS durchgeführt (Abb. 3b und siehe auch Zusatzdatei 1:Abb. S6). Die C1s-Kernniveauspektren können in vier Peaks entfaltet werden:C=O/C–O bei 286,7 eV (1), C=N + /C–Cl bei 285,8 eV (2), CN/C=N bei 285,0 eV ( 3) bzw. C–C/C–H bei 284,4 eV (4). Die Dekonvolution von C1s basierte auf Daten, die zuvor von Golczak et al. [30]. Insbesondere die Verteilungsänderungen für (3) und (4) waren bemerkenswert, und diese Ergebnisse bedeuten, dass der Stickstoffanteil in PANS erhöht war. Dieses Phänomen kann der Existenz von NMP in PANS-Strukturen zugeschrieben werden, und dieses NMP-Molekül beeinflusst Wechselwirkungen zwischen PAni-Molekülen für die Formulierung von PANS. Um die molekulare Struktur von PANS weiter zu untersuchen, wurden auch Fourier-Transformations-Infrarotspektren (FTIR) für bPAni und PANS analysiert (Abb. 3c und siehe auch Zusatzdatei 1:Abb. S7). Die Spitzen bei 1290 cm −1 (aromatische C–N-Streckung), 1490 cm −1 (C=C- und C=N-Streckung des Benzolrings) und 1590 cm −1 (C=C- und C=N-Streckung des chinoiden Rings) wurden in beiden Fällen für bPAni und PANS bestätigt. Die spezifischen Peaks von PANS bei 1670 cm −1 (Sternchen in Abb. 3c) könnte dem tertiären Amin in NMP zugeschrieben werden, und dieser Peak wurde auch im FTIR-Spektrum von NMP beobachtet (zusätzliche Datei 1:Abb. S7). Die Ergebnisse der thermogravimetrischen Analyse (TGA) von bPAni und PANS zeigen, dass PANS nicht nur aus PAni, sondern auch aus anderen Molekülen besteht (Abb. 3d). Der Abbau von bPAni wurde bei etwa 350 °C beobachtet; der Abbaupunkt von PANS wurde jedoch bei etwa 200 °C beobachtet, was mit dem Siedepunkt von NMP übereinstimmt. Aus den XPS- bis TGA-Ergebnissen zeigen Abb. 3b–d, dass PANS nicht nur aus reinem PAni, sondern auch aus PAni und anderen organischen Verbindungen wie NMP bestand. Darüber hinaus wurden die Oberfläche und das Porenvolumen von PANS durch Brunauer-Emmett-Teller (BET)-Analyse bestimmt (Abb. 3e), und PANS hatte 9,486 ± 0,728 m 2 /g Oberfläche und 0,044 ± 0,004 cm 3 /g Porenvolumen. (vgl. 6.358 ± 0.682 m 2 /g Oberfläche und 0,019 ± 0,001 cm 3 /g Porenvolumen für bPAni.) Diese Ergebnisse bedeuten, dass PANS mit einem hohen Oberfläche-zu-Volumen-Verhältnis poröser ist als reines PAni. Die Verteilung des hydrodynamischen Durchmessers von PANS zeigte 799 ± 85 nm in einer wässrigen Lösung (Abb. 3f). Diese Ergebnisse in Abb. 3 zeigen, dass PANS ausschließlich aus organischen Verbindungen (PAni und NMP) mit hierarchischen Strukturen besteht.

a Hochauflösende Transmissionselektronenmikroskopie (HRTEM) Bilder von PANS. Der Maßstabsbalken beträgt 100 nm und der Einschub ist ein stark vergrößertes Bild. b XPS C1s-Spektren von bloßem Polyanilin (bPAni) (oben) und PANS (unten). 1:C=O/C–O, 2:C–N + /C=N + , 3:C–N/C = N, 4:C–C/C–H. c FTIR-Spektren von bPAni (oben) und PANS (unten). Ein Sternchen stellt einen interessanten Peak dar, der im Text genauer beschrieben wird. d Thermogravimetrische Analyse (TGA) von bPAni (oben) und PANS (unten). e Oberfläche (Balken) und Porenvolumen (Linie und Streuung) von bPAni und PANS mittels Brunauer-Emmett-Teller (BET)-Analyse. f Größenverteilung von PANS mittels dynamischer Lichtstreuung (DLS)

Um die Möglichkeit von PANS als umwandelbare optische Sonden zu untersuchen, wurden Farbänderungen von PANS unter Verwendung von Absorptionsspektren analysiert. Die Änderungen der Absorptionseigenschaften von PAni-Strukturen, wie Nanopartikeln, Filmen und Schichten, sind als Variationen ihrer Dotierungs-/Entdotierungszustände bekannt. Die Dotierungs-/Entdotierungszustände von PAni können durch verschiedene Dotierstoffe wie starke Säuren, Lewis-Säuren, Übergangsmetalle und Alkaliionen eingestellt werden [31, 32]. PANS zeigte diese Eigenschaften auch bei Veränderungen der umgebenden pH-Werte (Abb. 4). Bei niedrigen pH-Werten (< pH 2) ging PANS in einen Emeraldinsalz-Zustand (ES, grüne Farbe) über, was durch das Vorhandensein des π-π*-Übergangs der Benzolringe sowie der Polaronbandenübergänge bei etwa 480 und angezeigt wird 800–900 nm bzw. [33]. Mit steigenden pH-Werten nimmt die Extinktion der Peaks bei 480 und 800–900 nm allmählich ab, und es wird ein starker Extinktionspeak bei etwa 680 nm beobachtet. Der Absorptionspeak bei 680 nm wird der Anregung vom höchsten besetzten Molekülorbital des benzenoiden Dreiringteils des PAni zum niedrigsten unbesetzten Molekülorbital des lokalisierten chinoiden Rings und den beiden umgebenden Imin-Stickstoffen in der Emeraldinbase (EB) zugeschrieben. Zustand der PAni [34]. Um genauer zwischen ES- und EB-Zustand von PANS zu unterscheiden, muss das Absorptionsverhältnis (λ 680 /λ 480 ) wurde an repräsentativen Wellenlängenpositionen der Peaks im EB- bzw. ES-Zustand von PANS berechnet (Abb. 4c). Als der pH-Wert von 10 auf 4 abnahm, blieb das Absorptionsverhältnis bei fast 1,06 und es sank dramatisch auf fast 0,88 bei pH-Werten von 4 auf 1. Diese Ergebnisse zeigen, dass spektrale Veränderungen von PANS verwendet werden können, um die spezifischen Veränderungen von . zu bewerten Redoxzustand durch Veränderungen der Umgebung.

a Ein Foto, b Absorptionsspektren und c Absorptionsverhältnis für repräsentative Wellenlängen für EB (bei 680 nm) und ES (bei 480 nm) von PANS-Lösungen unter angegebenen pH-Bedingungen

Um die Wahrnehmungsfähigkeit von PANS für spezifische Änderungen des Redoxzustands aufgrund von Änderungen der Umgebung zu untersuchen, wurden Glucose und GOx als repräsentative Kandidaten ausgewählt. Bei Erhöhung der Glukosekonzentration von 0,00 auf 2,91 mg/ml änderte sich die Farbe der PANS-Lösungen von blau nach grün (Abb. 5a). Die Absorptionsspektren von PANS wurden ebenfalls analysiert (Abb. 5b), aber die Formänderungen in den Spektren waren geringer als in Experimenten mit pH-Änderungen, wie in Abb. 4 gezeigt. Dieses Phänomen kann durch die folgenden Gleichungen erklärt werden:

$${\text{Glukose}} + {\text{H}}_{2} {\text{O}} + {\text{O}}_{2} \mathop{\longrightarrow}\limits^{ {\text{GOx}}}{\text{Glukonsäure}}\,{\text{Säure}} + {\text{H}}_{2} {\text{O}}_{2}$$ ( 1) $${\text{H}}_{2} {\text{O}}_{2} + {\text{PANS}}\,({\text{EB}}) \to 2{\ text{e}}^{ - } + {\text{O}}_{2} + {\text{PANS}}\,({\text{ES}})$$ (2)

In Gl. (1), Glucose wird durch GOx oxidiert, was zu Gluconsäure und Wasserstoffperoxid führt. Außerdem, wie in Gl. (2), das resultierende Wasserstoffperoxid reduziert die PANS im EB-Zustand in den ES-Zustand. Die Werte des Absorptionsverhältnisses (λ 680 /λ 480 ) wurden zwischen 0,98 und 0,86 gebildet, und dieses Ergebnis weist darauf hin, dass PANS im Zwischenzustand (λ 680 /λ 480 = 0.98) und ES-Zustand (λ 680 /λ 480 = 0,86) wie in Abb. 5c gezeigt. Die Reaktion zwischen Glucose und GOx ist eine repräsentative Redoxreaktion, und diese Reaktion ist für die Herstellung von Wasserstoffperoxid bekannt, was zu Wasserstoffionen und Elektronen führt. Diese Ergebnisse zeigen, dass PANS mit Wasserstoffionen und Elektronen dotiert werden kann. Als Ergebnis wird der π-π*-Übergang des benzenoiden Rings in den Absorptionsspektren durch die Bildung einer Schulter bei 480 nm beobachtet. Zusammenfassend weist dieses Ergebnis darauf hin, dass PANS verwendet werden kann, um Enzyme wie Glukose nachzuweisen. Es wird angenommen, dass PANS auch verwendet werden könnte, um die Aktivität anderer Enzyme nachzuweisen und die Redoxaktivität innerhalb eines biologischen Systems zu bestätigen.

a Ein Foto, b Absorptionsspektren und c Absorptionsverhältnis für repräsentative Wellenlängen für EB (bei 680 nm) und ES (bei 480 nm) von PANS-Lösungen mit angegebenen Glukosekonzentrationen

Schlussfolgerung

Zusammenfassend wurde die Formulierung von strangförmigen PANS, das aus PAni-Fasern besteht, erreicht und der Formulierungsmechanismus wurde ebenfalls vorgeschlagen. Der Syntheseprozess von PANS umfasst sequentielle Extraktions-, Erwärmungs- und Quellprozesse. Die Zusammensetzungen von PANS wurden analysiert, die ausschließlich aus organischen Materialien bestehen. Darüber hinaus wurden die Möglichkeiten von PANS als umwandelbare optische Sonden zum Erfassen von Änderungen des umgebenden Redoxzustands durch die Änderung der pH-Werte und die Kombination von Glukose und GOx bestätigt. Die vorliegende Studie beleuchtet die Synthese einer neuen Klasse von 3D-geformten Nanostrukturen sowie Nanobiosensoren zum Erfassen von Änderungen des umgebenden Redoxzustands.

Verfügbarkeit von Daten und Materialien

Alle während dieser Studie generierten oder analysierten Daten sind in diesem veröffentlichten Artikel enthalten.


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