Исследовательская группа под руководством профессора Цзян Чанлуна из Хэфэйского института физических наук Китайской академии наук разработала инновационную технологию многосценарного флуоресцентного обнаружения в реальном времени для мониторинга метилглиоксаля.
Команда спроектировала и изготовила датчик, встроив оптические зонды с апконверсией в трехмерные пористые гидрогели. Этот датчик, интегрированный с возможностями распознавания цвета смартфона, позволяет быстро и на месте обнаруживать метилглиоксаль.
«Это означает, что в будущем ваш телефон сможет помочь сохранить вкус вашего вина и следить за вашим здоровьем», — сказал Кан Сяохуэй, член команды. Результаты были опубликованы в журнале Analytical Chemistry .
Метилглиоксаль — дикарбонильное соединение, которое встречается как в процессе брожения вина, так и в метаболизме человека. В вине избыточное содержание метилглиоксаля может привести к появлению нежелательных привкусов, таких как терпкость, а у людей повышенные концентрации связаны с повышенным риском развития диабета. Поэтому разработка надежных методов мониторинга его концентрации в режиме реального времени важна как для качества вина, так и для контроля диабета.
Трехмерные гидрогели известны своей растяжимостью и биосовместимостью. Однако многие флуоресцентные гидрогели страдают от помех из-за автофлуоресценции и фонового шума , что ограничивает их эффективность в биологических приложениях.
В этом исследовании ученые использовали наночастицы с апконверсией (UCNP), которые помогают устранить помехи фоновой флуоресценции и значительно повысить чувствительность обнаружения.
Гидрогелевый датчик, разработанный исследовательской группой, основан на зонде, изготовленном из UCNP и модифицированного эозина B (mEB), работающего через механизм флуоресцентного резонансного переноса энергии (FRET). Когда метилглиоксаль взаимодействует с mEB, флуоресценция апконверсии смещается с красного на зеленый, что позволяет проводить точное обнаружение.
Исследователи поместили зонд в гидрогель и применили технологию 3D-печати для создания портативного и обратимого флуоресцентного датчика.
Результаты показали, что пределы обнаружения (LOD) для флуоресцентного зонда с апконверсией и гидрогелевого датчика составили 59 нМ и 75,4 нМ соответственно.
По словам команды, этот сенсорный пластырь представляет собой инновационное и эффективное решение для стандартизации вкуса при производстве вина , а также для мониторинга состояния здоровья пациентов с диабетом.
