论文部分内容阅读
用于溶液痕量检测的荧光试纸由于其广泛的生物学和医学应用而备受关注。然而,常规试纸如pH试纸只能使用一次。同样,基于颗粒的传统荧光探针也面临相同问题,他们一般通过纳米粒子的荧光猝灭来引发检测,在被目标溶液污染后很难重复利用。另一方面,传统方法还需要大量目标溶液(>1 mL),而且只能检测一种物质,这严重限制了它们的广泛应用,尤其是对于少量目标溶液(例如单个液滴)而言。此外,荧光探针的灵敏度还有待提高。本文针对此类问题,设计了一种基于静电纺丝技术制备的超灵敏且可重复使用单液滴检测纤维纸,验证了它的可行性并开发了它的使用方式。首先,制备荧光检测纤维纸并进行初步检测。通过电纺得到嵌入上转换荧光颗粒和金纳米棒的可回收荧光纤维纸。由于巧妙的材料选择和结构组装,这种纤维纸表现出良好的柔韧性和超疏水性,并具有增强上转换荧光的性能。选择罗丹明B(RhB)作为目标溶液来验证该纤维纸的可行性。RhB是禁止作为食品添加剂使用,但经常出现在食品中,并且传统的检测方法通常需要大体积的溶液(>1 mL)才能纯化到更高的浓度来检测。使用这种上转换荧光纤维纤维纸仅一滴便可以检测低至0.01 ppm的RhB,这优于大多数报道的荧光纤维纸检测极限。其次,进一步使用含有不同核黄素浓度和pH值的人体液体来进行检测。在临床上通常会检测核黄素和pH这两种目标信息以区分模棱两可的疾病,但经常通过两种不同的测试过程来执行,因此不可避免地需要更多的目标溶液。使用这种可回收的纤维纸仅单滴目标溶液即可同时实现核黄素和pH值检测。核黄素检测极限低至0.01 ppm,这优于大多数报道的荧光纤维纸检测极限。此外,还可以使用同一液滴和试纸来同时检测pH值,这是优于传统检测系统的另一个优势。在检测之后,液滴可以轻松去除,从而实现出色的可重复使用性而不会失去其检测灵敏度。最后,我们扩展便携且智能的检测方式,利用手机软件的多功能开发了一种用于户外检测的检测平台。检测平台由钙钛矿纤维膜、紫外灯珠和智能手机组成,传承上述试纸柔韧性和疏水性等特点,仅使用单液滴便可以完成重复检测,但比很多传统的检测有更高的便携性。同样选择RhB液滴作为检测液滴,在不使用光谱仪等设备下,其检测浓度可以达到0.1 ppm。