نانوحسگری که شناسایی اتانول را سریع‌تر و ساده‌تر انجام می‌دهد

به گزارش گروه دانشگاه خبرگزاری دانشجو، در مقاله‌ای که در مجله ACS Applied Nano Materials منتشر شد، رویکردی ساده، سریع و آسان برای ایجاد حسگر‌های فیبر نوری مبتنی بر هیدروژل برای تشخیص اتانول ارائه شد. دستگاه‌های حسگری ساخته شده با این فناوری ممکن است برای تشخیص اتانول از راه دور و در زمان واقعی در پزشکی قانونی، مراقبت‌های بهداشتی، تولید اقلام غذایی و نوشیدنی‌ها و سایر بخش‌ها استفاده شوند.

حسگر‌های فیبر نوری مزایای منحصر به فردی از جمله تشخیص از راه دور و سادگی استفاده را ارائه می‌دهند. برای نظارت بر شناساگر‌های زیستی به صورت بی‌درنگ و پیوسته، فیبر نوری همراه با هیدروژل‌های کاربردی ممکن است تشخیص از راه دور و پاسخ سریع را امکان‌پذیر کند.

هیدروژل‌ها زنجیره‌های پلیمری سه‌بعدی هستند که از طریق اتصالات فیزیکی یا شیمیایی به یکدیگر متصل می‌شوند. از آنجایی که آن‌ها با سلول‌ها سازگار بوده و نرم هستند، ممکن است در فعالیت‌هایی مانند تحویل دارو و توسعه بافت استفاده شوند. یکی دیگر از مزایای قابل توجه هیدروژل، نفوذپذیری مولکولی بالای آن‌ها است. این بدان معنی است که ممکن است از مواد حساس به محرک برای عملکرد آن‌ها استفاده شود.

این مواد هیدروژل حساس به محرک ممکن است تحت تأثیر محرک‌های بیرونی از جمله میدان الکتریکی، گرما، گلوکز، رطوبت، اسیدیته و الکل، حجم خود را تغییر دهند. این ویژگی متمایز هیدروژل‌های حساس به محرک، آن‌ها را به انتخابی جذاب برای طیف وسیعی از اهداف حسی تبدیل می‌کند.

تقاضا برای حسگر اتانول سریع، پاسخگو و قابل اعتماد در بخش‌های مختلف مانند پزشکی قانونی، مراقبت‌های بهداشتی و صنعت تولید مواد غذایی و نوشیدنی بسیار مهم است. تشخیص اتانول در بین الکل‌های مختلف بسیار مهم است، زیرا در میان مواد غذایی و دارو‌ها به طور گسترده مورد استفاده قرار می‌گیرد.

آشکارساز‌های الکتروشیمیایی نوعی دستگاه حسگر معمولی هستند که به همین دلیل استفاده می‌شوند. آنزیم‌هایی از جمله الکل اکسیداز و الکل دهیدروژناز اجزای اساسی این سیستم‌های حسگری هستند.

حسگر مبتنی بر هیدروژل، پاسخ‌دهی خوب و حد تشخیص پایین (LOD) را نشان داد. با این حال، زمان واکنش آن بسیار طولانی بود (۹۰ دقیقه)، و پاسخ حسگر تکرارپذیر نیست.

ساختار‌های میکرومقیاس آزتک به دو دلیل اصلی به عنوان محرک نوری در این مطالعه انتخاب شدند. ساختار‌های آزتک نسبت سطح به حجم بالایی را نشان دادند که به افزایش ناحیه فعال آشکارساز و سرعت انتشار آنالیت و در نهایت سرعت پاسخ کمک کرد.

علاوه بر این، قطر ریزساختار‌های آزتک ممکن است به صد‌ها نانومتر برسد، که باعث می‌شود ریزساختار‌های آزتک به تغییرات حجمی حتی کوچکی که ممکن است در هیدروژل رخ می‌دهد پاسخ دهند و در نهایت LOD و واکنش پذیری را افزایش دهند.