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Spatial confinement of styryl pyridine salt derivative in MCM-22 molecular sieve network for boosted fluorescence emission and stable ratiometric sensing of bacillus anthracis biomarkers

双癸酸 荧光 纳米探针 炭疽杆菌 检出限 化学 分子筛 光化学 材料科学 色谱法 孢子 有机化学 吸附 物理 遗传学 细菌 生物 植物 量子力学
作者
Rui Cao,Mengyu Zhang,Tang Wen,Jing Wu,Yang Luo,Yi Chen,Zhao‐Di Liu,Fu‐Ying Hao,Liangquan Sheng,Huajie Xu
出处
期刊:Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy [Elsevier BV]
卷期号:310: 123964-123964 被引量:1
标识
DOI:10.1016/j.saa.2024.123964
摘要

In this work, a stable ratiometric nanofluorescent probe for the detection of 2,6-dipicolinic acid (DPA), a Bacillus anthracis biomarker, was developed based on confinement-induced emission enhancement of cationic styrylpyridine salt derivative L in MCM-22 molecular sieve pores. The cationic L and the lanthanide Tb3+ were loaded into the pores of the molecular sieve by electrostatic interaction with the negatively charged AlO4 tetrahedron unit, and L exhibited enhanced red fluorescence emission as a stable fluorescence reference mark in the nanoprobe platform due to the restricted molecular torsion of L in the pores of MCM-22. At the same time, the characteristic green fluorescence emission of Tb3+ can be excited by energy transfer due to the "antenna effect" of DPA. The prepared Tb-L@MCM-22 nanoprobe showed specific selectivity and stable fluorescence ratiometric detection of DPA in tap water, lake water, bovine serum and actual bacterial spores. Benefiting from the confinement-induced fluorescence enhancement effect of L in the MCM-22 molecular sieve pores, the obtained Tb-L@MCM-22 can provide a stable reference signal for the fluorescence ratiometric detection of DPA with a limit of detection (LOD) of 78.6 nM and 1.310 × 104 spores per mL. More importantly, combining of the Tb-L@MCM-22 based DPA detection test strips with a smartphone app demonstrated a stable, convenient and rapid method for detecting of anthrax biomarkers.
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