Polyanilin-Nanoskein: Innovative Synthese, umfassende Charakterisierung und fortschrittliches Redox-Sensing

Zusammenfassung

Polyanilin-Nanoskein (PANS), das aus Polyanilin-Nanofasern besteht, wurde entwickelt. PANS wurde durch sequenzielle Extraktions-, Erhitzungs- und Quellprozesse formuliert. Die Zusammensetzung von PANS wurde mittels Röntgenphotoelektronenspektroskopie, Fourier-Transform-Infrarotspektroskopie, Thermogravimetrie und Brunauer-Emmett-Teller-Analyse analysiert, wobei die Ergebnisse zeigten, dass PANS ausschließlich aus organischen Materialien besteht. Zudem wies PANS umwandelbare Absorptionseigenschaften in Abhängigkeit von der umgebenden sauren Umgebung auf, und mithilfe dieser Eigenschaften wird die Möglichkeit von PANS zum Sensieren von Änderungen des umgebenden Redoxzustands vorgestellt.

Einleitung

Blütenförmige anorganische Strukturen wurden für verschiedene Anwendungen wie Katalyse [1, 2], Biosensoren [3, 4] und theranostische Wirkstoffe [5] eingesetzt. Es gibt einige synthetische Strategien zur Erzeugung dieser komplexen Strukturen. Die Synthese unter Verwendung von Templates ist der erste Ansatz, beispielsweise wurden Liposome als weiche Templates verwendet, um die Bildung dendritischer Pt-Schichten zu steuern [6, 7]. Der zweite Ansatz basiert auf dem Phänomen der orientierten Anlagerung primärer Nanopartikel, wenn sich Oberflächen mit ähnlichen atomaren Anordnungen einander nähern. Die Synthese dendritischer PtRu-Nanopartikel bildet facettierte PtRu-Primärnanopartikel, die auf diesem Prinzip beruhen [8]. Der dritte Ansatz beruht auf der Verwendung spezifischer Kappendliganden oder Tenside, um anisotropes Wachstum anorganischer Materialien zu induzieren. Die Synthesen von Pt- und Au-Multipods in Gegenwart von Poly(vinylpyrrolidon) oder Cetyltrimethylammoniumbromid sind solche Beispiele [9, 10]. Darüber hinaus wurden nach dem ersten Ansatz von Ge et al. [2] organisch-anorganische Hybrid-Blütenstrukturen intensiv untersucht. Im Syntheseprozess für Hybrid-Blütenstrukturen wurden Kombinationen verschiedener Proteine (z. B. Enzyme [11] und DNA [12]) und Metallionen (z. B. Cu [13], Ca [14, 15] und Mn [16]) verwendet. In jüngerer Zeit gab es Studien, bei denen die Synthese blütenförmiger Strukturen auf Polyanilin (PAni) mit starker Säuredotierung [17] und Polyurethan-Nanofasern [18] basierte. Zudem gab es mehrere Berichte über blütenförmige Strukturen aus organischen Materialien, wie stickstoffdotierte Kohlenstoffmaterialien [19, 20] und Polyacrylnitril [21].

In dieser Studie berichten wir über eine Methode zur Formulierung organischer blütenförmiger Strukturen, die überwiegend aus PAni bestehen, und deren Materialeigenschaften. PAni, ein repräsentatives leitfähiges Polymer, wurde in dieser Studie als organische Komponente verwendet. PAni ist bekannt für umwandelbare optische Eigenschaften aufgrund seiner einzigartigen Dotierungs-/Dedotierungs- oder Oxidations-/Reduktionsprozesse [22]. Unter Nutzung dieses Phänomens hat unsere Forschungsgruppe berichtet, dass PAni-vermittelte Nanostrukturen als photothermische Wirkstoffe [23] und Redox-Sensing-Sonden [24, 25] für biomedizinische Anwendungen eingesetzt werden können. Insbesondere kann der elektronische Bandabstand von PAni durch Dotierungs-/Dedotierungszustände gesteuert werden [26]. Der Unterschied zwischen Dotierungs- und Dedotierungszuständen beeinflusst Änderungen der optischen Spektren von PAni im sichtbaren Bereich [24]. Diese Dotierungs- und Dedotierungszustände von PAni können durch verschiedene Dotiermittel wie starke Säuren, Lewis-Säuren, Übergangsmetalle und Alkalionen eingestellt werden [23].

Wir benannten blütenförmige PAni-Partikel als Polyanilin-Nanoskein (PANS), da die Form von PANS einem Knäuel Garn ähnelt, das aus PAni-Nanofasern besteht. Zudem scheint as-synthetisiertes PAni intrinsisch fibrillare und lineare Molekülstrukturen wie Fäden zu bilden. PANS wurde synthetisiert, als wir Benzylether (BE) zu einer N-Methyl-2-pyrrolidon (NMP)-Lösung mit PAni hinzufügten, und dieses Gemisch durch Erhitzungs- und Reinigungsprozesse führten (Abb. 1a). Anschließend wurden Änderungen der umgebenden Redoxzustände basierend auf der Farbänderung von PANS gemessen, wobei die optischen Eigenschaften umgewandelt wurden (Abb. 1b). Allerdings haben viele zuvor veröffentlichte Berichte Glukose mittels Fluoreszenz-Ratiometrie über verschiedene Sensormechanismen detektiert [27–29]. Meines Wissens nach fehlen aktuelle Forschungen zum Nachweis von Glukose unter Nutzung der umwandelbaren optischen Eigenschaften von PAni.

(a) Der Syntheseprozess von Polyanilin-Nanoskein (PANS). (b) Glukose-Sensing-Prozess mit PANS.

Materialien und Methoden

Materialien

Polyanilin (PAni) Mw ~ 5000, Benzylether (BE), Glucoseoxidase (GOx, aus Aspergillus Niger, 145.200 Einheiten/g) und D-(+)-Glucose wurden von Sigma-Aldrich (St. Louis, MO, USA) bezogen. N-Methyl-2-pyrrolidon (NMP) und Ethanol (EtOH) wurden von Dae-jung, Korea, gekauft. Dulbeccos phosphatgepufferte Kochsalzlösung (DPBS) wurde von Welgene, Korea, und Pufferlösung (pH 4) von Samchun, Korea, erworben. Alle anderen Chemikalien und Reagenzien waren analytischer Grade. Ultrareines deionisiertes Wasser (DW) wurde für alle Syntheseprozesse verwendet.

Synthese von Polyanilin-Nanoskein (PANS)

Der Syntheseprozess des reinen Produkts verlief wie folgt: PAni (250 mg) wurde in NMP (20 ml) gelöst, und dann wurde BE (40 ml) hinzugefügt. Das Gemisch wurde auf 200 °C für 1 h vorgeheizt und auf 300 °C für 30 min erhitzt. Der Reaktans wurde 3 h bei Raumtemperatur abgekühlt. Die resultierende Lösung wurde mit EtOH gewaschen und der Niederschlag durch Zentrifugation bei 3000 U/min für 10 min abgetrennt. Anschließend wurde die Lösung in EtOH redispergiert. Danach wurde die in EtOH gelöste Lösung mittels Dialysemembran (MWCO: 3.500 Spectra/Por® 6, SPECTRUM® LABORATORIES, Rancho Dominguez, CA, USA) 24 h lang dialysiert. Nach der Dialyse wurde die Lösung bei 15.000 U/min für 30 min zentrifugiert. Der Niederschlag wurde in 30 ml DW redispersiert. Die finale Konzentration von PANS wurde als 8,33 mg/ml berechnet.

Charakterisierung von PANS

Die Morphologie von PANS wurde mit Transmissionselektronenmikroskopie (TEM, JEM-1011, JEOL Ltd, Japan) und Rasterelektronenmikroskopie (SEM, JSM-6701F, JEOL Ltd, Japan) bewertet. Röntgenphotoelektronenspektren wurden mit einem K-alpha-System (Thermo Fisher Scientific, Waltham, MA, USA) aufgezeichnet. Fourier-Transform-Infrarotspektren (FT-IR Spectrum Two, PerkinElmer, Waltham, MA, USA) wurden analysiert, um die charakteristischen Bänder des synthetisierten PANS zu bestätigen, und die Größenverteilung von PANS wurde mittels dynamischer Lichtstreuung (ELS-Z, Otsuka Electronics, Japan) analysiert. Darüber hinaus wurden die spezifische 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 Thermogravimetrie-Analysator (SDT-Q600, TA Instruments, New Castle, DE, USA) analysiert. Zudem wurde die Absorption von PANS mit einem UV-Vis-Spektrophotometer (Optizen 2120UV, MECASYS Co., Korea) analysiert.

Glukose-Sensing mit PANS

Zunächst wurde die Konzentration von GOx auf 15 mg/ml mittels DPBS eingestellt, und Glukose wurde mit pH-4-Pufferlösung verdünnt. Die resultierenden Glukosekonzentrationen wurden auf 40, 20, 10, 5 und 1 mg/ml festgelegt. Anschließend wurden 1 ml PANS (1,67 mg/ml) mit 20 μl GOx (15 mg/ml) und 80 μl Glukose (40, 20, 10, 5 und 1 mg/ml) gemischt. Die finalen Glukosekonzentrationen in den Gemischen wurden als 2,91, 1,45, 0,73, 0,36 und 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 Abb. 2 gezeigt. PANS wies eine kugelförmige Gestalt mit hierarchischen Strukturen auf. Im Syntheseprozess von PANS wurde zunächst PAni in NMP gelöst, dann BE zur PAni/NMP-Lösung hinzugefügt. Aufgrund des Löslichkeitsunterschieds von PAni zwischen NMP und BE wurde PAni in das Gemisch extrahiert, weshalb dieser Prozess als „Extraktionsprozess“ bezeichnet wurde. Nach dem Extraktionsprozess erschien PAni in fibrillärer Form, die möglicherweise durch intermolekulare Nähe zwischen PAni-Molekülen erzeugt wurde (erste Reihe in Abb. 2 und siehe auch Zusatzdatei 1: Abb. S1). Danach wurde das Gemisch sequenziell bei 200 °C für eine Stunde und 300 °C für 30 min erhitzt („Erhitzungsprozess“). NMP hat einen Siedepunkt von ca. 203 °C, sodass PAni nach dem Erhitzungsprozess in BE vorlag. Nach dem Erhitzungsprozess war PAni stärker nukleiert als im Extraktionsprozess, und die Form von PANS wurde rundlicher. Zudem begann die Oberfläche von PANS sich zu falten, aber viele PANS-Partikel waren aggregiert (zweite Reihe in Abb. 2 und siehe auch Zusatzdatei 1: Abb. S1). Anschließend wurde PANS gewaschen und mittels Ethanol (EtOH) gequollen (dritte Reihe in Abb. 2 und siehe auch Zusatzdatei 1: Abb. S1). Nach dem Quellprozess würde EtOH zwischen die PAni-Moleküle eingebaut, sodass der intermolekulare Abstand ebenfalls zunahm. Entsprechend existierten PANS als einzelne Partikel und wiesen ebenfalls eine hierarchische Struktur auf. Um die ideale Bedingung der PANS-Formulierung zu bestätigen, wurde die PAni-Konzentration ebenfalls kontrolliert (Zusatzdatei 1: Abb. S2). Die TEM-Bildanalyse gemäß der PAni-Zufuhrmenge in jedem Syntheseprozess (d. h. Extraktions-, Erhitzungs- und Quellprozess) wurde ebenfalls durchgeführt, und mit abnehmender PAni-Zufuhrmenge (von 50,0 mg/ml auf 12,5 mg/ml) wurde PANS viel dünner formuliert. Zudem wurde die hierarchische Struktur von PANS mittels eines um 90° gekippten SEM-Bildes bei einer PAni-Zufuhrmenge von 50 mg/ml bestätigt (Zusatzdatei 1: Abb. S3). Für detaillierte Untersuchungen des Formulierungsmechanismus von PANS wurde bevorzugt ein Löslichkeitstest von PAni durchgeführt (Zusatzdatei 1: Abb. S4). PAni ist als hydrophob bekannt und löst sich in einem wasserlöslichen polaren aprotischen Lösungsmittel wie NMP [24]. Die fibrilläre Form von PAni wurde beobachtet, als PAni in NMP gelöst wurde. Andererseits wies PAni in BE und EtOH größere und stärker aggregierte Strukturen auf als in NMP; ferner könnte PAni in EtOH nur spärlich mit anderen PAni-Molekülen interagieren. Die Löslichkeitstests von PAni mittels Absorptionsspektrenmessungen wurden ebenfalls durchgeführt; EtOH zeigte die beste Löslichkeit unter EtOH, BE und deionisiertem Wasser (DW). Bloße PAni-Moleküle lösten sich kaum in DW. Zudem wurden weitere Bedingungsexperimente gemäß dem Molekulargewicht (Mw) von PAni durchgeführt (Zusatzdatei 1: Abb. S5). Im Fall von Mw 5 kDa wies PANS stärker skeinartige Strukturen auf als unter anderen Bedingungen (d. h. Mw 10 kDa und 50 kDa). In anderen Fällen nukleierte PAni nicht wie bei Mw 5 kDa, und dieses Phänomen könnte auf Löslichkeitsunterschiede zu NMP für PAni zurückzuführen sein. Mit anderen Worten: Je höher das Mw von PAni, desto unlöslicher wird PAni in NMP, und dadurch würden keine PAni-Nanofasern in NMP existieren. Als Ergebnis wären nicht genügend PAni-Nanofasern vorhanden, sodass auch skeinartige Strukturen von PANS nicht formuliert würden. Aus diesen Ergebnissen wird die Formulierung von PANS wie folgt hypothesiert: (1) Bloßes PAni löst sich überhaupt nicht in DW; (2) PAni hat die beste Löslichkeit in NMP; (3) PAni in NMP wurde durch Zugabe von BE über den Löslichkeitsunterschied extrahiert; (4) NMP wurde durch den Erhitzungsprozess aus dem PAni/(NMP und BE)-Gemisch verdampft; (5) Die resultierende Lösung wird mit EtOH gewaschen, und EtOH wird zwischen PAni-Moleküle eingebaut; (6) PANS-Partikel quellen auf und sind gut in DW dispergiert.

Morphologie von PANS via Transmissionselektronenmikroskopie (TEM, links) und Rasterelektronenmikroskopie (SEM, rechts). Alphabetische Zeichen repräsentieren sequenzielle Syntheseprozesse von PANS; (E): Extrahieren des Reaktanten mit BE, (H): sequenzielles Erhitzen des Reaktanten bei 200 °C und 300 °C, und (S): Quellen des Reaktanten mit EtOH. Beachten Sie, dass (X): keine Behandlung. Skalenbalken sind 500 nm.

Um die Eigenschaften von PANS zu untersuchen, wurde zunächst eine hochauflösende TEM (HRTEM) Bildanalyse durchgeführt (Abb. 3a). PANS wies eine Morphologie wie ein Knäuel Garn auf, das aus vielen PAni-Nanofasern besteht. Zur Verifizierung der Molekülstruktur von PANS wurde eine Röntgenphotoelektronenspektroskopie (XPS) für blankes PAni (bPAni) und PANS durchgeführt (Abb. 3b und siehe auch Zusatzdatei 1: Abb. S6). Die C1s-Kernspektren können in vier Peaks dekonvolutiert werden: C=O/C–O bei 286,7 eV (1), C=N⁺/C–Cl bei 285,8 eV (2), C–N/C=N bei 285,0 eV (3) und C–C/C–H bei 284,4 eV (4). Die Dekonvolution von C1s basierte auf früheren Daten von Golczak et al. [30]. Insbesondere waren die Verteilungsänderungen für (3) und (4) bemerkenswert, und diese Ergebnisse bedeuten, dass der Stickstoffanteil in PANS erhöht war. Dieses Phänomen könnte auf das Vorhandensein von NMP in PANS-Strukturen zurückgeführt werden, und dieses NMP-Molekül beeinflusst die Wechselwirkungen zwischen PAni-Molekülen für die Formulierung von PANS. Um die Molekülstruktur von PANS weiter zu untersuchen, wurden auch Fourier-Transform-Infrarot (FTIR) Spektren für bPAni und PANS analysiert (Abb. 3c und siehe auch Zusatzdatei 1: Abb. S7). Die Peaks bei 1290 cm⁻¹ (aromatische C–N-Streckung), 1490 cm⁻¹ (C=C- und C=N-Streckung des Benzenoidrings) und 1590 cm⁻¹ (C=C- und C=N-Streckung des Chinonidrings) wurden in beiden Fällen für bPAni und PANS bestätigt. Der spezifische Peak von PANS bei 1670 cm⁻¹ (Sternchen in Abb. 3c) könnte auf tertiäres Amin in NMP zurückzuführen sein, und dieser Peak wurde auch im FTIR-Spektrum von NMP beobachtet (Zusatzdatei 1: Abb. S7). Thermogravimetrische Analysen (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 ca. 350 °C beobachtet; der Abbaupunkt von PANS lag jedoch bei ca. 200 °C, was mit dem Siedepunkt von NMP übereinstimmt. Von XPS bis TGA zeigen die Ergebnisse in Abb. 3b–d, dass PANS nicht nur aus reinem PAni besteht, sondern aus PAni und anderen organischen Verbindungen wie NMP. Zusätzlich wurden die spezifische Oberfläche und das Porenvolumen von PANS mittels Brunauer-Emmett-Teller (BET) Analyse bestimmt (Abb. 3e), und PANS wies 9,486 ± 0,728 m²/g spezifische Oberfläche und 0,044 ± 0,004 cm³/g Porenvolumen auf (vgl. 6,358 ± 0,682 m²/g spezifische Oberfläche und 0,019 ± 0,001 cm³/g Porenvolumen für bPAni). Diese Ergebnisse bedeuten, dass PANS poröser mit einem höheren Oberflächen-Volumen-Verhältnis als blankes PAni ist. Die Verteilung des hydrodynamischen Durchmessers von PANS betrug 799 ± 85 nm in wässriger 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. Skalenbalken 100 nm, Inset ist ein hochvergrößertes Bild. (b) XPS C1s Spektren von blankem 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 repräsentiert einen im Text detaillierter beschriebenen interessanten Peak. (d) Thermogravimetrische Analyse (TGA) von bPAni (oben) und PANS (unten). (e) Spezifische Oberfläche (Balken) und Porenvolumen (Linie und Streuung) von bPAni und PANS mittels Brunauer-Emmett-Teller (BET) Analyse. (f) Größenverteilung von PANS via dynamischer Lichtstreuung (DLS) Methode.

Um die Möglichkeit von PANS als umwandelbare optische Sonden zu untersuchen, wurden Farbänderungen von PANS mittels Absorptionsspektren analysiert. Die Änderungen der Absorptionseigenschaften von PAni-Strukturen wie Nanopartikeln, Filmen und Schichten sind als Variation ihrer Dotierungs-/Dedotierungszustände bekannt. Die Dotierungs-/Dedotierungszustände von PAni können durch verschiedene Dotiermittel wie starke Säuren, Lewis-Säuren, Übergangsmetalle und Alkalionen eingestellt werden [31, 32]. PANS wies ebenfalls diese Eigenschaften in Abhängigkeit von Änderungen der umgebenden pH-Werte auf (Abb. 4). Bei niedrigen pH-Werten (< pH 2) ging PANS in einen Emeraldinsalz-Zustand (ES, grüne Farbe) über, wie durch das Vorhandensein des π–π*-Übergangs der Benzenoidringe sowie Polaron-Band-Übergänge bei ca. 480 und 800–900 nm angezeigt [33]. Mit steigenden pH-Werten nehmen die Peaks bei 480 und 800–900 nm allmählich in der Absorption ab, und ein starker Absorptionspeak bei ca. 680 nm wird beobachtet. Der Absorptionspeak bei 680 nm wird der Anregung vom höchsten besetzten Molekülorbital des dreiringigen Benzenoidteils des PAni zum niedrigst unbesetzten Molekülorbital des lokalisierten Chinonidrings und der zwei umgebenden Imin-Stickstoffe im Emeraldinbasen-Zustand (EB) des PAni zugeschrieben [34]. Um den ES- und EB-Zustand von PANS genauer zu unterscheiden, wurde das Absorptionsverhältnis (λ₆₈₀/λ₄₈₀) an repräsentativen Wellenlängenpositionen der Peaks im EB- und ES-Zustand von PANS berechnet (Abb. 4c). Als der pH-Wert von 10 auf 4 sank, blieb das Absorptionsverhältnis bei nahezu 1,06 und fiel dramatisch auf nahezu 0,88 bei pH-Werten von 4 bis 1. Diese Ergebnisse zeigen, dass Spektraländerungen von PANS verwendet werden können, um spezifische Änderungen des Redoxzustands durch Änderungen der Umgebung zu bewerten.

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

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

Glucose + H₂O + O₂ → (GOx) Gluconsäure + H₂O₂ (1)

H₂O₂ + PANS (EB) → 2e⁻ + O₂ + PANS (ES) (2)

In Gleichung (1) wird Glukose durch GOx oxidiert, was zu Gluconsäure und Wasserstoffperoxid führt. Zudem wird, wie in Gleichung (2) gezeigt, das entstehende Wasserstoffperoxid das PANS im EB-Zustand zum ES-Zustand reduzieren. Die Werte des Absorptionsverhältnisses (λ₆₈₀/λ₄₈₀) lagen jedoch zwischen 0,98 und 0,86, und dieses Ergebnis zeigt, dass PANS im intermediären Zustand (λ₆₈₀/λ₄₈₀ = 0,98) und ES-Zustand (λ₆₈₀/λ₄₈₀ = 0,86) existiert, wie in Abb. 5c dargestellt. Die Reaktion zwischen Glukose und GOx ist eine repräsentative Redoxreaktion und bekannt für die Produktion von Wasserstoffperoxid, was zu Wasserstoffionen und Elektronen führt. Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass PANS mit Wasserstoffionen und Elektronen dotiert werden kann. Als Ergebnis wird der π–π*-Übergang des Benzenoidrings in den Absorptionsspektren durch die Ausbildung einer Schulter bei 480 nm beobachtet. Zusammenfassend zeigt dieses Ergebnis, dass PANS zum Nachweis von Enzymen wie Glukose verwendet werden kann. Es wird angenommen, dass PANS auch zur Detektion der Aktivität anderer Enzyme und zur Bestätigung der Redoxaktivität in biologischen Systemen eingesetzt werden könnte.

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

Fazit

Zusammenfassend wurde die Formulierung von skeinförmigem PANS, das aus PAni-Fasern besteht, erreicht, und der Formulierungsmechanismus wurde ebenfalls vorgeschlagen. Der Syntheseprozess von PANS umfasst sequenzielle Extraktions-, Erhitzungs- und Quellprozesse. Die Zusammensetzung von PANS wurde analysiert und besteht ausschließlich aus organischen Materialien. Zudem wurden die Möglichkeiten von PANS als umwandelbare optische Sonden zum Sensieren von Änderungen des umgebenden Redoxzustands durch Änderung der pH-Werte und Kombination von Glukose und GOx bestätigt. Die vorliegende Studie wirft Licht auf die Synthese neuer Klassen von 3D-geformten Nanostrukturen sowie Nanobiosensoren zum Sensieren von Änderungen des umgebenden Redoxzustands.

Verfügbarkeit von Daten und Materialien

Alle im Rahmen dieser Studie erzeugten oder analysierten Daten sind in diesem veröffentlichten Artikel enthalten.