Переход от растворов BODIPY к твердотельным сенсорам: целлюлозные и текстильные матрицы для обнаружения сероводорода
Аннотация
Флуорофоры на основе бор-дипиррометена (BODIPY) хорошо известны своим высоким квантовым выходом флуоресценции, химической стабильностью и настраиваемыми оптическими свойствами, что делает их отличными кандидатами для применения в сенсорных устройствах. В данной работе основное внимание уделяется переходу от флуоресцентных растворов c BODIPY к твердотельным материалам, в частности к целлюлозным и тканевым матрицам, предназначенным для обнаружения сероводорода (H2S). Исследование демонстрирует, как иммобилизация красителей BODIPY в матрицах на основе целлюлозы или текстиля сохраняет, или даже улучшает их фотофизические характеристики, обеспечивая при этом механическую прочность и практическую применимость. Спектроскопический анализ показал, что микросреда внутри матрицы влияет на интенсивность флуоресценции и спектральные сдвиги, влияя на чувствительность красителя к газообразному H2S. Подготовленные гибридные материалы демонстрируют быструю, видимую и обратимую флуоресцентную реакцию в условиях окружающей среды, что подчеркивает их потенциал для экологического и промышленного газового анализа. Эти результаты создают основу для разработки экономичных, гибких и многоразовых оптических датчиков на основе природных матриц, легированных BODIPY.
Литература
Bobrov A.V., Kishalova M.V., Ksenofontov A.A., Usoltsev S.D., Marfin Yu.S. J. Fluoresc. 2021, 31, 123-131. https://doi.org/10.1007/s10895-021-02792-3
Yue J., Tao Y., Zhang J., Wang H., Wang N., Zhao W. Chem. Asian J. 2021, 16, 312-319. https://doi.org/10.1002/asia.202100041
Bartelmess J., Valderrey V., Rurack K. Front. Chem. 2019, 7, 641. https://doi.org/10.3389/fchem.2019.00641
Tang F.K., Zhu J., Kong F.K.-W., Ng M., Bian Q., Yam V.W.-W., Tse A. K.-W., Tse Y.-Ch., Leung K.Ch.-F. Chem. Commun. 2020, 56, 10428-10431. https://doi.org/10.1039/D0CC00027B
Gong D., Zhu X., Tian Yu., Han Sh.-Ch., Deng M., Iqbal A., Liu W., Qin W., Guo H. Anal. Chem. 2017, 89, 12345-12352. https://doi.org/10.1021/acs.analchem.6b04114
Antina E., Gryaznov D., Molchanov E., Kalinkina V., Kalyagin A., Kokurina T., Antina L., Ksenofontova K., Marfin Y., Usoltsev S. Macroheterocycles 2024, 17, 315-321. https://doi.org/10.6060/mhc245884a
Paul N., Sarkar R., Sarkar R., Barui A., Sarkar S. J. Chem. Sci. 2020, 132, 21. https://doi.org/10.1007/s12039-019-1724-4
Telegin F.Y., Karpova V.S., Makshanova A.O., Astrakhant-sev R.G., Marfin Yu.S. Int. J. Mol. Sci. 2023, 24, 1217. https://doi.org/10.3390/ijms24021217
Liu X., Chi W., Qiao Q., Kokate S.V., Cabrera E.P., Xu Zh., Liu X., Chang Y.T. ACS Sensors 2020, 5, 456-465. https://doi.org/10.1021/acssensors.9b01951
Merkushev D.A., Usoltsev S.D., Marfin Yu.S., Pushkarev A.P., Volyniuk D., Grazulevicius J.V., Rumyantsev E.V. Mater. Chem. Phys. 2017, 187, 104-111. https://doi.org/10.1016/j.matchemphys.2016.11.053
Chapran M., Angioni E., Findlay N.J., Breig B., Cherpak V., Stakhira P., Tuttle T., Volyniuk D., Grazulevicius J.V., Nastishin Y.A., Lavrentovich O.D., Skabara P.J. ACS Appl. Mater. Interfaces 2017, 9, 31105-31115. https://doi.org/10.1021/acsami.6b13689
Xia H.C., Xu X.H., Song Q.H. Anal. Chem. 2017, 89, 13479-13486. https://doi.org/10.1021/acs.analchem.7b00203
Shipalova M.V., Bobrov A.V., Usoltsev S.D., Marfin Yu.S., Rumyantsev E.V. J. Mol. Liq. 2019, 283, 688-694. https://doi.org/10.1016/j.molliq.2019.03.099
Ranjana M., Kulkarni R.M., Sunil D. ACS Omega 2024, 9, 14672-14691. https://doi.org/10.1021/acsomega.3c08573
Yang M., Zhou Y., Wang K., Luo C., Xie M., Shi X., Lin X. Sensors 2023 23, 3316. https://doi.org/10.3390/s23063316
Duc C., Boukhenane M., Wojkiewicz J., Redon N. Front. Mater. 2020, 7, 215. https://doi.org/10.3389/fmats.2020.00215
Wang H., Wang Yu., Zhang J., Liu X., Tao Sh. Nano Energy 2021, 85, 105943. https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2021.105943
Squeo B.M., Gregoriou V.G., Avgeropoulos A., Baysec S., Allard S., Scherf U., Chochos C.L. Prog. Polym. Sci. 2017, 71, 26-52. https://doi.org/10.1016/j.progpolymsci.2017.02.003
Orte A., Debroye E., Ruedas-Rama M. J., Garcia-Fernandez E., Robinson D., Crovetto L., Talavera E.M., Alvarez-Pez J.M., Leen V., Verbelen B., de Rezende L.C.D., Dehaen W., Hofkens J., van der Auweraer M., Boens N. RSC Adv. 2016, 6, 31240-31248. https://doi.org/10.1039/C6RA22340K
Zhang X.F., Zhang Y., Xu B. J. Photochem. Photobiol. A 2017, 349, 197–206. https://doi.org/10.1016/j.jphotochem.2017.09.040
Filatov M.A., Karuthedath S., Polestshuk P.M., Callaghan S., Flanagan K.J., Telitchko M., Wiesner T., Laquai F., Senge M.O. Phys. Chem. Chem. Phys. 2018, 20, 12345-12355. https://doi.org/10.1039/C7CP08472B
Toliautas S., Dodonova J., Žvirblis A., Čiplys I., Polita A., Devižis A., Tumkevičius S., Šulskus J., Vyšniauskas A. Chem. Eur. J. 2019, 25, 5123-5131. https://doi.org/10.1002/chem.201901315
Gupta N., Reja S.I., Bhalla V., Gupta M., Kaur G., Kumar M. Chem. Commun. 2015, 51, 10875-10878. https://doi.org/10.1039/C5CC02984H
Xiang H., Ye T., Li Y., Lin Y., Liu D., Zhou H., Wang J., Li L. Molecules 2022, 27, 7499. https://doi.org/10.3390/molecules27217499
Bartelmess J., Valderrey V., Rurack K. Front. Chem. 2019, 7, 486733. https://doi.org/10.3389/fchem.2019.00641
Gavrilova A.N., Shushkova A.S., Blokhina P.M., Kamardina V.I., Moleva N.V., Molchanov E.E., Klycheva M.M., Bobrov A.V., Marfin Yu.S. Modern High Technologies. Regional Application [Современные наукоёмкие технологии. Региональное приложение] 2024, 79(3), 57-62. https://snt-isuct.ru/article/view/6050.
