TiO2-porphyrin nanostructures for amino acid detection
Файли
Дата
2013
Науковий керівник
Укладач
Редактор
Назва журналу
Номер ISSN
Номер E-ISSN
Назва тому
Видавець
Одесский национальный университете имени И. И. Мечникова
Анотація
A novel optical sensor based on TiO2 nanoparticles for Valine (one of the twenty
standard amino acids within proteins) detection has been developed. In the presented work, commercial TiO2nanoparticles (Sigma Aldrich, particle size 32 nm) were used as sensor templates. The sensitive layer was formed by a porphyrin coating on a TiO2 nanostructured surface. As a result, an amorphous layer between the TiO2 nanostructure and porphyrin was formed. Photoluminescence (PL) spectra were measured in the range of 370-900 nm before and after porphyrin application. Porphyrin adsorption led to a decrease of the main TiO2 peak at 510 nm and the emergence of an additional peak of high intensity at 700 nm.
Absorption spectra (optical density vs. wavelenght, measured from 300 to 800 nm) also
showed great changes; absorption edge shift and additional peaks appearing. Adsorption
of amino acid resulted in a decrease of the intensity of the PL peak due to porphyrin and an increase of intensity of the TiO2 main PL peak. The interaction between the sensor surface and the amino acid leads to the formation of new complexes on the surface and results in a reduction of the optical activity of porphyrin. Sensitivity of the sensor with respect to different concentrations of Valine was calculated. The developed sensor can determine the
consentration of Valine in the range of 0.04 to 0.16 mg/ml.
Разработан новый оптический датчик, основанный на наночастицах Ti02 для обнаружения валина (одна из двадцати стандартных аминокислот среди белков). В представленной работе наночастицы коммерческого Ti02 (Sigma Aldrich, размер частиц 32 нм) использовались как образцы датчика. Чувствительный слой был сформирован порфириновым покрытием на наноструктурированную поверхность Ti02. В результате, между Ti02 наноструктурой и порфирином был сформирован аморфный слой. Спектр фотолюминесценции (ФЛ) был измерен в диапазоне 370-900 нм до и после нанесения порфирина. Адсорбция порфирина приводила к уменьшению главного пика Ti02 при 510 нм и появлению дополнительного пика большой интенсивности при 700 нм. Спектры поглощения (зависимость оптической плотности от длины волны измеренная в интервале от 300 до 800 нм) также проявляют большие изменения; сдвиг края поглощения и появление дополнительных пиков. Адсорбция аминокислоты проявилась уменьшением интенсивности пика ФЛ обусловленная порфирином и увеличением интенсивности главного пика ФЛ Ti02. Взаимодействие между поверхностью датчика и аминокислотой ведет к формированию новых комплексов на поверхности и является результатом уменьшением оптической активности порфирина. Была рассчитана чувствительность датчика относительно различных концентраций валина. Разработанный датчик может определять концентрацию валина в диапазоне 0.04-0.16 мг/мл.
Розроблено новий оптичний датчик, заснований на наночастинках Ti02 для виявлення валіну (одна з двадцяти стандартних амінокислот серед білків). У представленій роботі наночастинки комерційного Ті02 (Sigma Aldrich, розмір частинок 32 нм) використовувалися як зразки датчика. Чутливий шар було сформовано порфіриновим покриттям на наноструктуровану поверхню Ті02. У результаті, між наноструктурою Ті02 і порфірином було сформовано аморфний шар. Спектр фотолюмінесценції (ФЛ) вимірювався у діапазоні 370-900 нм до і після нанесення порфірина. Адсорбція порфірина призводила до зменшення головного піка Ті02 при 510 нм і появи додаткового піка великої інтенсивності при 700 нм. Спектри поглинання (залежність оптичної щільності від довжини хвилі вимірювана в інтервалі від 300 до 800 нм) також виявляють великі зміни; зсув краю поглинання і появу додаткових піків. Адсорбція амінокислоти проявилася зменшенням інтенсивності піка ФЛ обумовлена порфірином і збільшенням інтенсивності головного піка ФЛ Ті02. Взаємодія між поверхнею датчика та амінокислотою веде до формування нових комплексів на поверхні і має результатом зменшенням оптичної активності порфірину. Було розраховано чутливість датчика щодо різних концентрацій валіну. Розроблений датчик може визначати концентрацію валіну в діапазоні 0.04-0.16 мг/мол.
Разработан новый оптический датчик, основанный на наночастицах Ti02 для обнаружения валина (одна из двадцати стандартных аминокислот среди белков). В представленной работе наночастицы коммерческого Ti02 (Sigma Aldrich, размер частиц 32 нм) использовались как образцы датчика. Чувствительный слой был сформирован порфириновым покрытием на наноструктурированную поверхность Ti02. В результате, между Ti02 наноструктурой и порфирином был сформирован аморфный слой. Спектр фотолюминесценции (ФЛ) был измерен в диапазоне 370-900 нм до и после нанесения порфирина. Адсорбция порфирина приводила к уменьшению главного пика Ti02 при 510 нм и появлению дополнительного пика большой интенсивности при 700 нм. Спектры поглощения (зависимость оптической плотности от длины волны измеренная в интервале от 300 до 800 нм) также проявляют большие изменения; сдвиг края поглощения и появление дополнительных пиков. Адсорбция аминокислоты проявилась уменьшением интенсивности пика ФЛ обусловленная порфирином и увеличением интенсивности главного пика ФЛ Ti02. Взаимодействие между поверхностью датчика и аминокислотой ведет к формированию новых комплексов на поверхности и является результатом уменьшением оптической активности порфирина. Была рассчитана чувствительность датчика относительно различных концентраций валина. Разработанный датчик может определять концентрацию валина в диапазоне 0.04-0.16 мг/мл.
Розроблено новий оптичний датчик, заснований на наночастинках Ti02 для виявлення валіну (одна з двадцяти стандартних амінокислот серед білків). У представленій роботі наночастинки комерційного Ті02 (Sigma Aldrich, розмір частинок 32 нм) використовувалися як зразки датчика. Чутливий шар було сформовано порфіриновим покриттям на наноструктуровану поверхню Ті02. У результаті, між наноструктурою Ті02 і порфірином було сформовано аморфний шар. Спектр фотолюмінесценції (ФЛ) вимірювався у діапазоні 370-900 нм до і після нанесення порфірина. Адсорбція порфірина призводила до зменшення головного піка Ті02 при 510 нм і появи додаткового піка великої інтенсивності при 700 нм. Спектри поглинання (залежність оптичної щільності від довжини хвилі вимірювана в інтервалі від 300 до 800 нм) також виявляють великі зміни; зсув краю поглинання і появу додаткових піків. Адсорбція амінокислоти проявилася зменшенням інтенсивності піка ФЛ обумовлена порфірином і збільшенням інтенсивності головного піка ФЛ Ті02. Взаємодія між поверхнею датчика та амінокислотою веде до формування нових комплексів на поверхні і має результатом зменшенням оптичної активності порфірину. Було розраховано чутливість датчика щодо різних концентрацій валіну. Розроблений датчик може визначати концентрацію валіну в діапазоні 0.04-0.16 мг/мол.
Опис
Ключові слова
titanium dioxide, nanoparticles, optical sensor, porphyrin, amino acid, диоксид титана, наночастицы, оптический датчик, порфирин, аминокислота, діоксид титану, наночастинки, оптичний датчик, порфірин, амінокислота
Бібліографічний опис
Фотоэлектроника = Photoelectronics