Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Phát hiện màu quang học một lần của xyanua sử dụng thiết bị phân tích dựa trên giấy với các hạt nano bạc được cố định
Tóm tắt
Việc giám sát sự hiện diện của xyanua (CN−) trong nước là cần thiết để giảm thiểu rủi ro cho hệ sinh thái thủy sinh và sức khỏe con người. Trong bài báo này, một thiết bị phân tích dựa trên giấy (PAD) đã được chế tạo bằng cách cố định các hạt nano bạc (AgNPs) lên giấy lọc (FP) để phát hiện bán định lượng màu quang học của CN− trong nước. Đường kính trung bình của các AgNPs được tổng hợp ước tính khoảng 26,23 ± 8,37 nm, với một đỉnh hấp thụ quang học đặc trưng khoảng 420 nm. Kết quả của kính hiển vi điện tử quét và phổ phát xạ năng lượng xác nhận sự cố định thành công của AgNPs trên giấy lọc thông qua kỹ thuật nhúng trực tiếp. Tiềm năng của FP-AgNPs PAD chế tạo như một cảm biến màu quang học cho CN− đã được đánh giá bằng cách sử dụng các mẫu nước bị ô nhiễm với nhiều ion và nồng độ CN− khác nhau. Tại đây, sự thay đổi màu sắc từ vàng sang trong suốt đã được quan sát ngay lập tức khi FP-AgNPs PAD tiếp xúc với các mẫu nước chứa CN−. Thú vị thay, không có sự thay đổi màu sắc nào được quan sát cho các mẫu tiếp xúc với các phân tích khác, cho thấy tính chọn lọc tốt của FP-AgNPs PAD. Kết quả phổ tia cực tím - nhìn thấy và phân tích hình ảnh kỹ thuật số tiết lộ rằng cảm biến chế tạo có thể phát hiện CN− với nồng độ xuống tới 1.0 ppm. Phản ứng màu quang học cũng đã được thu được cho các mẫu nước thực tế có thêm CN−. Các kết quả được nêu trong công trình này cung cấp thông tin cơ bản có thể được sử dụng trong việc phát triển các thiết bị cảm biến kỹ thuật số chọn lọc và nhạy cảm cao cho việc giám sát ô nhiễm nước một cách giá cả phải chăng, dễ dàng tiếp cận và nhanh chóng cũng như các ứng dụng liên quan khác.
Từ khóa
Tài liệu tham khảo
Ozer, T., McMahon, C., Henry, C.S.: Advances in paper-based analytical devices. Annu. Rev. Anal. Chem. 13, 85–109 (2020)
Fu, L.-M., Wang, Y.-N.: Detection methods and applications of microfluidic paper-based analytical devices. TrAC, Trends Anal. Chem. 107, 196–211 (2018)
Akyazi, T., Basabe-Desmonts, L., Benito-Lopez, F.: Review on microufluidic paper-based analytical devices towards commercialisation. Anal. Chim. Acta 1001, 1–17 (2018)
Sher, M., Zhuang, R., Demirci, U., Asghar, W.: based analytical devices for clinical diagnosis: recent advances in the fabrication techniques and sensing mechanisms. Expert Rev. Mol. Diagn. 17(4), 351–366 (2017)
Morbioli, G.G., Mazzu-Nascimento, T., Stockton, A.M., Carrilho, E.: Technical aspects and challenges of colorimetric detection with microufluidic paper-based analytical devices (µpads)-a review. Anal. Chim. Acta 970, 1–22 (2017)
Xia, Y., Si, J., Li, Z.: Fabrication techniques for microfluidic paper-based analytical devices and their applications for biological testing: a review. Biosens. Bioelectron. 77, 774–789 (2016)
Hendry-Hofer, T.B., Ng, P.C., Witeof, A.E., Mahon, S.B., Brenner, M., Boss, G.R., Bebarta, V.S.: A review on ingested cyanide: risks, clinical presentation, diagnostics, and treatment challenges. J. Med. Toxicol. 15(2), 128–133 (2019)
Jaszczak, E., Polkowska, Z., Narkowicz, S., Namiesnik, J.: Cyanides in the environment analysis problems and challenges. Environ. Sci. Pollut. Res. 24(19), 15929–15948 (2017)
Ma, J., Dasgupta, P.K.: Recent developments in cyanide detection: a review. Anal. Chim. Acta 673(2), 117–125 (2010)
Mohammadian, M., Sari, A.H.: Optical and morphological studies of gold nano thin fillms on glass substrates for surface plasmon resonance sensors. Int. J. Nano Res. 57, 51–57 (2019)
Shaikh, A.J., Batool, M., Yameen, M.A., Waseem, A.: Plasmonic e_ects, size and biological activity relationship of au-ag alloy nanoparticles. In: Journal of Nano Research 54, 98–111 (2018)
Sasikumar, T., Ilanchelian, M.: Colorimetric and visual detection of cyanide ions based on the morphological transformation of gold nanobipyramids into gold nanoparticles. New J. Chem. 44(12), 4713–4718 (2020)
Cheng, C., Chen, H.-Y., Wu, C.-S., Meena, J.S., Simon, T., Ko, F.-H.: A highly sensitive and selective cyanide detection using a gold nanoparticle-based dual fluorescence-colorimetric sensor with a wide concentration range. Sens. Actuators, B Chem. 227, 283–290 (2016)
Sadrolhosseini, A.R., Krishnan, G., Sa_e, S., Beygisangchin, M., Rashid, S.A., Harun, S.W.: Enhancement of the uorescence property of carbon quantum dots based on laser ablated gold nanoparticles to evaluate pyrene. Opt. Materials Express 10(9), 2227–2241 (2020)
Budlayan, M.L.M.B., Oracion, J.P.L., De La Rosa, L.B., Rodriguez, M.J., Patricio, J.N., Perez, S.J.L.N., Arco, S.D., Manigo, J.P., Austria, E.S., Alguno, A.A., Deocaris, C.C., Capangpangan, R.Y.: Preparation of spin-coated poly(vinyl alcohol)/chitosan/gold nanoparticles composites and its potential for colorimetric detection of cyanide in water. Pol. J. Environ. Stud. 31(2), 1–8 (2022)
Taheri, A., Noroozifar, M., Khorasani-Motlagh, M.: Investigation of a new electrochemical cyanide sensor based on ag nanoparticles embedded in a three-dimensional sol-gel. J. Electroanal. Chem. 628(1–2), 48–54 (2009)
Princy, K., Holaday, M.D., Gopinath, A.: Marine macroalgae bio-fabricated silver nanoparticles as naked-eye colorimetric and turn-on fluorescent sensor for cyanide ions in aqueous media. Environ. Nanotechnol. Monitoring Manage. 15, 100399 (2021)
Hassanvand, H., Hashemi, P.: Synthesis of silver nanoparticles-agarose composite and its application to the optical detection of cyanide ion. Anal. Sci. 34(5), 567–570 (2018)
Jiang, X., Fan, Z.H.: Fabrication and operation of paper-based analytical devices. Annu. Rev. Anal. Chem. 9, 203–222 (2016)
Budlayan, M.L.M., Patricio, J.N., Lagare, J.P.B., de la Rosa, L.B., Arco, S.D., Alguno, A.C., Austria, E.S., Manigo, J.P., Capangpangan, R.Y.: Functionalized silver nanoparticle-decorated paper sensor for rapid colorimetric detection of copper ions in water. Funct. Composites Struct. 3(3), 035007 (2021)
Budlayan, M.L., Lagare-Oracion, J.P., Rosa, L.D., Rodriguez, M.J., Manigo, J., Alguno, A., Austria, E., Arco, S., Patricio, J., Deocaris, C., Capangpangan, R.Y.: Gold nanoparticles-decorated paper-based sensor for rapid cyanide detection in water. Adv. Natl. Sci 12(2), 025007 (2021)
Elamawi, R.M., Al-Harbi, R.E., Hendi, A.A.: Biosynthesis and characterization of silver nanoparticles using trichoderma longibrachiatum and their effect on phytopathogenic fungi. Egypt. J. Biol. Pest Control 28(1), 1–11 (2018)
Anandalakshmi, K., Venugobal, J., Ramasamy, V.: Characterization of silver nanoparticles by green synthesis method using pedalium murex leaf extract and their antibacterial activity. Appl. Nanosci. 6(3), 399–408 (2016)
Hajizadeh, S., Farhadi, K., Forough, M., Sabzi, R.E.: Silver nanoparticles as a cyanide colorimetric sensor in aqueous media. Anal. Methods 3(11), 2599–2603 (2011)
Shengchun, Y., Shouan, D., Chun, T., Pinjiang, L.: Study on the reaction mechanism of silver nanoparticles with cyanide. Rare Metal Materials Eng. 34(8), 1243 (2005)