Nanosensor selectivo para derivados colorantes peligrosos, R6G

Nanosensor selectivo para derivados colorantes peligrosos, R6G


La rodamina 6G (R6G) es peligrosa para Humano y medio ambiente. En un artículo reciente publicado en Microchemical JournalLos investigadores diseñaron puntos cuánticos de perovskita estables al agua y un nanosensor de fluorescencia basado en la transferencia de energía por resonancia de fluorescencia (FRET) para detectar R6G en alimentos y agua.y tampones biológicos.

Nanosensor selectivo para derivados colorantes peligrosos, R6G​​​​​​

​​​​​​Estudio: nanosensor FRET basado en puntos cuánticos de perovskita estable en agua para la detección de rodamina 6G en agua, alimentos y muestras biológicas. Crédito: kirill guzhvinsky/Shutterstock.com

El nanosensor fabricado tenía buena sensibilidad y selectividad, y los QD de perovskita encapsulados habían mejorado la estabilidad acuosa en comparación con sus homólogos no encapsulados.

R6G y detección fluorométrica

R6G es un derivado del tinte xanteno, un aditivo de color utilizado ampliamente en las industrias textil y alimentaria. Sin embargo, la exposición a R6G provoca irritación de los ojos, la piel y las vías respiratorias y provoca el deterioro de las células ganglionares de la retina. En casos severos, R6G es cancerígeno en humanos y animales. Por lo tanto, el R6G está prohibido en la industria alimentaria de algunos países.

Los efectos nocivos del R6G requieren un procedimiento de detección simple y rápido para detectar el R6G. Aunque la espectrometría de masas, la espectrometría ultravioleta y la cromatografía líquida pueden detectar R6G, estos métodos requieren mucho tiempo, son costosos y requieren un experto para operar el instrumento.

La detección fluorométrica es un enfoque de detección popular que incluye varios tipos de fluoróforos a base de agua, como nanopartículas de conversión ascendente, puntos cuánticos de semiconductores, puntos cuánticos de dicalcogenuro a base de metales de transición y puntos cuánticos a base de carbono. Estos materiales fluoróforos tienen ventajas tales como altos rendimientos cuánticos, emisión sintonizable, excelente fotoestabilidad y amplios espectros de absorción.

El mecanismo de detección de fluorescencia requiere una preparación mínima de la muestra y es un proceso simple. El sensor de fluorescencia basado en FRET es un mecanismo de detección preciso y eficaz que utiliza una respuesta de fluorescencia radiométrica como amplificación o extinción de la fluorescencia.

Las propiedades electrónicas y ópticas superiores de los QD de perovskita han atraído una atención considerable por sus aplicaciones optoelectrónicas, como los diodos emisores de luz y las células solares. Aunque los QD de perovskita exhiben alta absorción, minúsculo medio máximo de ancho completo (FWHM), alto rendimiento cuántico de fotoluminiscencia (PLQY), movilidad del portador de carga, rango largo de difusión de carga, alta cristalinidad y tolerancia a defectos, son sensibles a la luz, humedad y oxígeno altas temperaturas.

Nanosensor de fluorescencia basado en FRET para la detección de R6G

En el presente trabajo, los autores utilizaron bromuro de plomo y cesio (CsPbBr3) QD como nanosensor de fluorescencia radiométrico basado en FRET para la detección de R6G en agua, alimentos y muestras biológicas.

La señal de emisión verde del nanosensor a 518 nanómetros disminuye en presencia de R6G y un nuevo pico a 565 nanómetros, lo que indica una relación de fluorescencia radiométrica típica. Además, el nanosensor propuesto era selectivo sobre R6G.

Las micrografías electrónicas de transmisión (TEM) muestran que el CsPbBr PEGilado3/ Sílice (SiO2) Los QD tienen un tamaño uniforme de aproximadamente 30 nanómetros, y el análisis de dispersión de luz dinámica (DLS) reveló el tamaño hidrodinámico del CsPbBr PEGilado.3/SiO2 QDs de 29 nanómetros. El tamaño promedio inicial de CsPbBr3 Los QD de 10,8 nanómetros se incrementaron a 30 nanómetros debido a la encapsulación de fosfolípidos, que se puede observar a través del espectro de fotoluminiscencia (PL).

Además, el desplazamiento hacia el rojo de los espectros de emisión se confirmó con el aumento del tamaño de los nanocristales. El espectro de difracción de rayos X en polvo (XRD) mostró la fase ortorrómbica de CsPbBr3 y los picos más pequeños entre 2θ de 20 y 30 grados son de una capa de sílice amorfa PEGilada en CsPbBr3/SiO2 QD’s.

La espectroscopia infrarroja transformada de Fourier (FTIR) reveló los grupos funcionales de CsPbBr PEGilado3/SiO2 QD’s. CsPbBr puro3 Los QD tienen picos de carboxilo (COO-) de las especies de oleato, el grupo hidrocarbilo C=C y el grupo C=CH inverso a 1498, 1679 y 2922 centímetros, respectivamente. Encapsulación de sílice fija en CsPbBr desnudo3 QDs conduce a nuevos picos de silicio-oxígeno-carbono (Si-OC) y Si-O-Si a 1060 y 1188 centímetros, respectivamente, inversamente. La PEGilación de CsPbBr3/SiO2 Los QD conducen a la aparición de grupos hidroxilo (OH) a 3342 centímetros inversos, lo que indica una excelente estabilidad y solubilidad de los QD en agua.

La selectividad de CsPbBr PEGilado3/SiO2 QDs versus R6G y otros aditivos de color se calcularon utilizando una relación de intensidad (I565 /YO518). Los espectros mostraron un I prominente565 /YO518 Relación en comparación con otros aditivos de color. Los autores observaron una ligera interferencia de la fluoresceína, que se atribuye a la superposición de las propiedades de fluorescencia de la fluoresceína con R6G. Sin embargo, los resultados mostraron una respuesta significativamente menor a la fluoresceína en comparación con R6G.

Conclusión

En resumen, los autores han desarrollado CsPbBr PEGilado estable al agua3/SiO2 QD de nanosensores de fluorescencia basados ​​en FRET para la detección selectiva y sensible de R6G en agua, alimentos y muestras biológicas. Los autores demostraron que la especie donante estaba PEGilada CsPbBr3/SiO2 QDs y la especie aceptora fue R6G.

Respuestas espectrales de fotoluminiscencia (PL) radiométrica para CsPbBr PEGilado3/SiO2 Los QD en presencia de diferentes concentraciones de R6G mostraron un límite de detección significativo de 0,01 microgramos por mililitro, lo que indica su alta sensibilidad.

A pesar del posible uso de especies de interferencia de CsPbBr PEGilado3/SiO2 Los QD como sensores de fluorescencia radiométricos en muestras de agua y alimentos mostraron una buena precisión. Finalmente, los autores evaluaron la estabilidad de PEGylated CsPbBr3/SiO2 QDs fue mayor que CsPbBr puro3 QD’s.

Relación

Chan KK, Yap SHK, Giovanni D, Sum TC y Yong KT (2022). Nanosensor de trastes basado en puntos cuánticos de perovskita estable al agua para la detección de rodamina 6 g en agua, alimentos y muestras biológicas. Alimentos y muestras biológicas. Revista de Microquímica. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0026265X22004520

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