メソポーラスシリカを用いた新規イオンオプトードの創製と応用

使用介孔二氧化硅制备新型离子光极并应用

基本信息

批准号：
11J02110
负责人：
蛭田勇樹
金额：
$ 0.83万
依托单位：
Keio University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2011
资助国家：
日本
起止时间：
2011 至 2012
项目状态：
已结题

项目摘要

1.メソポーラスシリカがリチウムイオン応答に与える影響の解明リチウムイオン応答性蛍光色素を異なったボアサイズのメソポーラスシリカに色素濃度を変えて固定化したリチウムイオンオプトードを作製し、リチウムイオン応答にどのような違いを示すか評価した。固定化されている色素濃度が薄い時は、化学平衡に基づく応答を示したが、濃度が濃くなるにつれて理論曲線からはずれていった。この挙動はポアサイズが小さい時に影響が大きい。これは色素がメソポーラスシリカ薄膜のボアの入口付近に局在的に固定化されているために近接する色素同士が影響を及ぼしたためだと考えられる。このような挙動により広範囲のリチウムイオン濃度を測定することが可能になった。本研究より、色素の機能だけでなく固定化する基板、固定化方法もセンサー特性に影響を与えるという知見が得られた。公刊学術論文(RSC Advances)に発表された。2.量子ドットとpH指示薬を用いた2層ゾルーゲルシリカ薄膜pHセンサーの開発蛍光部位として光耐久性に優れた2色の量子ドット、pH応答部位に無蛍光のpH指示薬を用いた新規レシオメトリック蛍光オプトードを開発した。1層目の量子ドット由来の蛍光シグナルが2層目を透過する際にpH指示薬のpHに対する吸光度変化によってレシオメトリック応答する仕組みとなっている。この蛍光pHオプトードはpH指示薬の変色域のpHで再現性の良い応答を示した。また、励起光を100時間以上当て続けても使用可能な高い光耐久性、pH1以下の強酸条件でも長期的に使用可能であることが示された。さらに、2種類の異なるpK_aを持つpH指示薬を用いることで、1種類のpH指示薬ではできなかった広範囲のpHで応答を得ることができた。本研究より、高耐久性pHセンサーの新たなモデルが確立された。公刊学術論文(Analytical Chemistry)に発表された。

1.阐明介孔二氧化硅对锂离子响应的影响我们制作了锂离子光极，其中锂离子响应荧光染料固定在不同孔径的介孔二氧化硅上，并在不同的染料浓度下研究了其对锂离子响应的影响。评估是否表现出差异。当固定染料浓度较低时，响应基于化学平衡，但随着浓度增加，它偏离理论曲线。当孔径较小时，这种行为具有很大的影响。这被认为是由于染料局部固定在介孔二氧化硅薄膜孔的入口附近，使得相邻染料相互影响。这种行为使得测量大范围内的锂离子浓度成为可能。这项研究表明，不仅染料的功能，固定基质和固定方法也会影响传感器特性。发表于公共学术论文 (RSC Advances)。 2. 采用量子点和pH指示剂的两层溶胶-凝胶二氧化硅薄膜pH传感器的开发，使用具有优异耐光性的双色量子点作为荧光部分和非荧光pH指示剂。开发了 pH 响应部分。当第一层量子点发出的荧光信号穿过第二层时，它会通过改变 pH 指示剂的吸光度来按比例响应。该荧光 pH 光极在 pH 指示剂颜色变化范围内的 pH 值下显示出可重复的响应。还表明，该材料具有很高的耐光性，即使在激发光照射下也能使用100小时以上，即使在pH为1或1的强酸条件下也能长时间使用。较少的。此外，通过使用两种不同 pK_a 的 pH 指示剂，我们能够在较宽的 pH 范围内获得响应，这是使用单一类型的 pH 指示剂不可能实现的。通过这项研究，建立了一种新型高耐用pH传感器。它发表在一篇已发表的学术论文（分析化学）中。