Hướng tới Các Nền Tảng Cảm Biến Hóa Học Chế Biến Bằng Sol-Gel: Ảnh Hưởng Của Thời Gian Thêm Chất Doping Đến Hiệu Suất Cảm Biến

Christine M. Ingersoll1, Frank V. Bright1
1Department of Chemistry, Natural Sciences Complex, State University of New York at Buffalo, Buffalo

Tóm tắt

Sự phát triển của các sơ đồ cảm biến hóa học và sinh học mới đã trở thành một chủ đề thu hút sự quan tâm ngày càng tăng. Sự đơn giản trong quy trình chế biến và điều kiện xử lý nhẹ nhàng đã làm cho các hợp chất từ sol-gel trở nên hấp dẫn đối với nhiều sơ đồ cảm biến hóa học. Một phần nghiên cứu của chúng tôi tập trung vào việc sử dụng các vật liệu được chế biến từ sol-gel để phát triển các cảm biến chọn lọc. Trong suốt những năm qua, chúng tôi đã hướng đến việc đặc trưng hóa hiệu suất phân tích của các loại nền tảng cảm biến dựa trên sol-gel này. Trong quá trình làm việc, chúng tôi gần đây phát hiện ra rằng thời gian (trước khi đổ) khi hóa chất cảm biến thực sự được thêm vào dung dịch xử lý sol-gel có vai trò quan trọng trong hiệu suất phân tích của cảm biến nhất định. Trong bài báo này, chúng tôi báo cáo về ảnh hưởng của thời gian thêm chất doping đến hành vi của một chất doping hữu cơ mô hình (pyrene) được cô đặc trong các đầu sợi và màng từ sol-gel. Chúng tôi sử dụng O2 làm chất phân tích và xác định độ nhạy của cảm biến cũng như phản ứng theo thời gian như một hàm của thời gian thêm chất doping. Chúng tôi cũng định lượng sự phân cực địa phương của môi trường xung quanh phân tử pyrene trung bình như một hàm của thời gian thêm chất doping.

Từ khóa

#Cảm biến hóa học #sol-gel #bổ sung chất doping #hiệu suất cảm biến #pyrene.

Tài liệu tham khảo

O.S. Wolfbeis, Fiber Optic Chemical Sensors and Biosensors (CRC Press, Boca Raton, 1991), vols. 1 and 2.

R.B. Thompson, Topics in Fluorescence Spectroscopy: Probe Design and Chemical Sensing, edited by J.R. Lakowicz (Plenum Press, New York, 1994), chapt. 7, vol. 4.

R.F. Taylor, Protein Immobilization: Fundamentals and Applications (Marcell Dekker, New York, 1991), chapt. 8.

A.M. Buckley and M. Greenblatt, J. Chem. Ed. 71, 599 (1994).

L.L. Hench and J.K. West, Chem. Rev. 90, 33 (1990).

C.J. Brinker and G.W. Scherer, Sol-Gel Science (Academic Press, New York, 1989).

B.C. Dave, B. Dunn, J.S. Valentine, and J.I. Zink, Anal. Chem. 66, 1120A (1994).

R. Wang, U. Narang, P.N. Prasad, and F.V. Bright, Anal. Chem. 65, 2671 (1993).

J.D. Jordan, R.A. Dunbar, and F.V. Bright, Anal. Chim. Acta 332, 83 (1996).

D. Avnir, S. Braun, O. Lev, and M. Ottolenghi, Chem. Mater. 6, 1605 (1994).

U. Narang, M.H. Rahman, J.H. Wang, P.N. Prasad, and F.V. Bright, Anal. Chem. 67, 1935 (1995).

U. Narang, P.N. Prasad, F.V. Bright, K. Ramanathan, N.D. Kumar, B.D. Malhotra, M.N. Kamalasanan, and S. Chandra, Anal. Chem. 66, 3139 (1994).

U. Narang, J.D. Jordan, F.V. Bright, and P.N. Prasad, J. Phys. Chem. 98, 8101 (1994).

U. Narang, R. Wang, P.N. Prasad, and F.V. Bright, J. Phys. Chem. 98, 17 (1994).

J.D. Jordan, R.A. Dunbar, and F.V. Bright, Anal. Chem. 67, 2436 (1995).

R.A. Dunbar, J.D. Jordan, and F.V. Bright, Anal. Chem. 68, 604 (1996).

U. Narang, R. Gvishi, F.V. Bright, and P.N. Prasad, J. Sol-Gel Sci. Tech. 6, 113 (1996).

C.M. Ingersoll and F.V. Bright, CHEMTECH 27, 26 (1997).

H.-Y. Liu, S.C. Switalski, B.K. Coltrain, and P.B. Merkel, Appl. Spectrosc. 46, 1266 (1992).

C. McDonagh, F. Sheridan, T. Butler, and B.D. MacCraith, J. Non-Crystl. Solids 194, 72 (1996).

A.K. McEvoy, C. McDonagh, and B.D. MacCraith, J. Sol-Gel Sci. Technol. 8, 1121 (1997).

J.B. Birks, Photophysics of Aromatic Molecules (Wiley-Interscience, New York, 1970).

A. Nakajima, Bull. Chem. Soc. Jpn. 44, 3272 (1971).

D.C. Dong and M.A. Winnik, Photochem. Photobiol. 35, 17 (1982).

J. Samuel, Y. Polevaya, M. Ottolenghi, and D. Avnir, Chem. Mater. 6, 1457 (1994).

J.R. Lakowicz, Principles of Fluorescence Spectroscopy (Plenum Press, New York, 1991), chapt. 9.

V.R. Kaufman and D. Avnir, Langmuir 2, 717 (1986).

T. Yamanaka, Y. Takahashi, T. Kitamura, and K. Uchida, Chem. Phys. Lett. 172, 29 (1990).

J.D. Ingle and S.R. Crouch, Spectrochemical Analysis (Prentice Hall, New Jersey, 1988).

A. Messica, A. Greenstein, and A. Katzir, Appl. Opt. 35, 2274 (1996).

M.R. Eftink, Topics in Fluorescence Spectroscopy: Principles, edited by J.R. Lakowicz (Plenum Press, New York, 1991), chapt. 2, vol. 2.