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Ratiometric luminescent TOP nanosensors for simultaneously measuring temperature, oxygen, and pH at a single excitation wavelength

  • Two nanosensors for simultaneous optical measurements of temperature (“T”), oxygen (“O”), and pH (“P”) have been designed. These “TOP” nanosensors are based on 100 nm-sized silica-coated polystyrene nanoparticles (PS-NPs) doped with the near infrared emissive oxygen- and temperature-sensitive chromium(III) complex ([Cr(ddpd)2][BPh4]3 CrBPh4)[1][2] and an inert reference fluorescence dye (Nile Red NR or 5,10,15,20-tetrakis-(pentafluorophenyl) porphyrin TFPP) and are covalently labeled with the pH-sensitive fluorophore fluorescein isothiocyanate (FITC). These emitters can be excited at the same wavelength and reveal distinguishable emission spectra suitable for ratiometric intensity-based and time-resolved studies in the visible and near infrared spectral region. The core-shell nanostructure of these sensors reveals high colloidal stability in various aqueous media. Studies in PBS buffer solutions and in a model body liquid demonstrate the applicability of the TOP nanosensors forTwo nanosensors for simultaneous optical measurements of temperature (“T”), oxygen (“O”), and pH (“P”) have been designed. These “TOP” nanosensors are based on 100 nm-sized silica-coated polystyrene nanoparticles (PS-NPs) doped with the near infrared emissive oxygen- and temperature-sensitive chromium(III) complex ([Cr(ddpd)2][BPh4]3 CrBPh4)[1][2] and an inert reference fluorescence dye (Nile Red NR or 5,10,15,20-tetrakis-(pentafluorophenyl) porphyrin TFPP) and are covalently labeled with the pH-sensitive fluorophore fluorescein isothiocyanate (FITC). These emitters can be excited at the same wavelength and reveal distinguishable emission spectra suitable for ratiometric intensity-based and time-resolved studies in the visible and near infrared spectral region. The core-shell nanostructure of these sensors reveals high colloidal stability in various aqueous media. Studies in PBS buffer solutions and in a model body liquid demonstrate the applicability of the TOP nanosensors for optically detecting the three bioanalytically and biologically relevant analytes temperature, oxygen and pH simultaneously at the same position.zeige mehrzeige weniger

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Autor*innen:Cui Wang
Koautor*innen:Ute Resch-Genger, S. Otto, M. Dorn, K. Heinze
Dokumenttyp:Vortrag
Veröffentlichungsform:Präsentation
Sprache:Englisch
Jahr der Erstveröffentlichung:2019
Organisationseinheit der BAM:1 Analytische Chemie; Referenzmaterialien
1 Analytische Chemie; Referenzmaterialien / 1.2 Biophotonik
DDC-Klassifikation:Naturwissenschaften und Mathematik / Chemie / Analytische Chemie
Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / Ingenieurwissenschaften / Sanitär- und Kommunaltechnik; Umwelttechnik
Freie Schlagwörter:Cr(III) complex; Dye; Environment; FITC; Fluorescence; Lifetime; Medical diagnostics; NIR; Nanoparticle; Nanosensor; Oxygen; Ratiometric; Sensor; Temperature; pH
Themenfelder/Aktivitätsfelder der BAM:Umwelt
Umwelt / Circular Economy
Umwelt / Sensorik
Veranstaltung:2nd European Biosensor Symposium
Veranstaltungsort:Florenz, Italy
Beginndatum der Veranstaltung:18.02.2019
Enddatum der Veranstaltung:21.02.2019
Verfügbarkeit des Dokuments:Datei im Netzwerk der BAM verfügbar ("Closed Access")
Datum der Freischaltung:02.04.2019
Referierte Publikation:Nein
Eingeladener Vortrag:Nein
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