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南开大学张拥军教授课题组在快速水凝胶传感器研究方面取得新进展
2018-06-04 来源:中国流变网    点击次数:52次    

  水凝胶能对外部刺激做出响应,因此可作为刺激敏感材料用于传感器。然而现有的水凝胶传感器响应速度极慢,严重制约了其实际应用。例如Asher等提出的聚合胶态晶体阵列传感器是一种经典的水凝胶传感器,其响应时间长达几十分钟。显然这样的传感器不具有实用性。

  为此南开大学张拥军教授课题组提出了一种利用薄膜干涉现象,也就是Fabry-Perot干涉条纹的移动,来实现光学传感的新的水凝胶光学传感方法。在这种传感器中,水凝胶膜既作为敏感元件,又是传感元件。而且由于其厚度仅几百纳米至几微米,可在1分钟左右时间达到溶胀平衡,大大快于普通的水凝胶传感器。利用这一传感方法,他们实现了葡萄糖、温度、pH、赖氨酸、维生素B6等多种被分析物的快速光学传感。(Biomacromolecules, 2012, 13(1), 92-97; Polymer Chemistry, 2014, 5, 7081-7089; Materials Today Chemistry, 2016, 1–2, 7-14)

  最近他们又以伴刀豆球蛋白A(Con A)为葡萄糖敏感基元设计了新型的葡萄糖传感器。他们利用Con A和糖的特异结合性,利用层层组装方法制备了Con A/Dextran 水凝胶薄膜。首次观察到了这一薄膜在葡萄糖存在条件下的溶胀,并成功地通过Fabry-Perot干涉条纹的移动将其显示出来:

  这一传感器能很好地在生理条件下检测葡萄糖,在很宽的浓度范围内(0–70?mM)都具有很好的线性响应。更重要的是,与普通的水凝胶传感器不同,其响应速度非常快,10秒钟即可达到平衡:

  这一工作以“Thin hydrogel films based on lectin-saccharide biospecific interaction for label-free optical glucose sensing”为题发表于Sensors and Actuators B: Chemical, 2018, 272, 243-251。论文的第一作者为硕士研究生李倩。通讯作者为关英副教授张拥军教授

  论文链接:

  https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S092540051831075X

  https://authors.elsevier.com/a/1X8mr_L2eewhaZ (免费下载,7月21日之前有效)

 
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