荧光水凝胶传感器及其传感响应机制研究进展

荧光水凝胶是一类具有三维交联网络、荧光发射性能的新型高分子复合材料,能够在外界目标分析物的刺激下发生荧光强度或荧光发射颜色的改变。因此,荧光水凝胶能够作为定量检测目标分析物浓度的重要工具,并且表现出良好的荧光稳定性与检测便携性。近年来,研究人员开发出了多种基于不同类型响应机制的荧光水凝胶传感探针,并应用于各种类型目标分析物的检测。在传统的荧光水凝胶传感器的设计过程中,大多数是基于目标分析物与水凝胶内部的荧光材料间高度的特异性识别功能,这需要目标分析物与荧光材料之间的高度一一对应关系,限制了此类荧光水凝胶传感器的检测广泛性。然而,通过间接性作用构建的荧光水凝胶能够引入一个中间媒介作为桥梁进一步实现各类目标分析物的特异性识别与响应。该种级联响应目标分析物的方式打破了传统荧光水凝胶传感器的局限性。本文根据荧光水凝胶传感体系构建过程中所涉及到的信号响应机制,将荧光水凝胶传感器分为三大类,主要包括直接响应型、竞争性响应型、非竞争性响应型,这对于启发人们构建新型荧光水凝胶传感器具有重要的参考意义。最后,对荧光水凝胶传感器在检测领域所面临的机遇与挑战进行了总结与展望。

双网络Au NCs/HA/PVA复合水凝胶的荧光示踪性能和力学性能

以聚乙烯醇(PVA)为原料、金纳米簇(Au NCs)和纳米羟基磷灰石(HA)为掺杂物、戊二醛作为交联剂,用化学交联法和循环冷冻-解冻法制备双网络Au NCs/HA/PVA复合水凝胶并检测其荧光特性、力学性能和溶胀率,研究了Au NCs含量和冷冻-解冻循环次数对其性能的影响。结果表明:这种凝胶具有较好的荧光特性;Au NCs与PVA的质量比为2.6%和冷冻-解冻循环次数为9次时,这种凝胶的力学性能最优并具有显著的荧光性能,其拉伸弹性模量、断裂强度以及断裂能分别达到63.09 kPa、152.84 kPa和130.36 k J·m^(-3),含水率约为80%,与人体软骨组织的含水率相近。