熒光的案例
紡織品的熒光反應(yīng)與熒光增白劑，你了解嗎？
熒光反應(yīng)在自然界中極為常見，多種動物體（如蝦、蟹、水母等），食品（如醬油、普洱茶、白酒、咖啡等），藥物，植物提取物（如銀杏黃銅、芍藥、苦參生物堿等），葉綠素，微生物（細菌、霉菌）在紫外燈照射下都能產(chǎn)生熒光反應(yīng)，這是自然熒光，是物質(zhì)固有的特性而且是無害的。
人們?nèi)粘Ｎ盏淖鳛闋I養(yǎng)及維持生命所必須的物質(zhì)，如維生素A、B2、B12、E，蛋白質(zhì)，色氨酸、酪氨酸等，也都能產(chǎn)生熒光反應(yīng)。正常健康的指甲也可有熒光反應(yīng)現(xiàn)象。
熒光劑可以產(chǎn)生熒光反應(yīng)，但是產(chǎn)生熒光反應(yīng)的東西，不是只有熒光劑。在熒光燈下會呈現(xiàn)熒光反應(yīng)的物質(zhì)并非都是熒光增白劑。一些高品質(zhì)的日化產(chǎn)品中添加維生素E、甘油等天然成分也會被365nm紫光燈照射出現(xiàn)熒光反應(yīng)是很正常的。因此，別一看到熒光反應(yīng)了就喊著產(chǎn)品中有熒光劑了。這個鍋，熒光反應(yīng)可是不背的。
因此，通過紫光燈照射只能證明有無熒光反應(yīng)，卻無法識別是否是熒光增白劑。
03 熒光增白劑在紡織工業(yè)中的應(yīng)用
熒光增白劑在紡織工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用已有近70年的歷史，由于其在紡織纖維上特有的增白、增艷效果而受到染整業(yè)者和消費者的喜愛。目前，還未有相應(yīng)技術(shù)可以替代熒光增白劑的作用。
有人認為，通過漂白的方式就可以取代熒光增白劑。而且這方面有些產(chǎn)品確有研究，如通過氯漂和氧漂的多次漂白來達到面料的白度要求，但過渡漂白容易損傷纖維，造成服裝穿著時強力下降。
在紡織品上應(yīng)用熒光增白劑是有要求的，至少應(yīng)滿足以下5個方面的要求：
①對纖維無損傷，并與其有較好的結(jié)和力；
②具有較好的水溶性；
③有良好的化學(xué)穩(wěn)定性；
④有較好的均勻增白性；
⑤對環(huán)境無害等。
展開 Sci》活細胞中鉀離子比例熒光成像的雙熒光傳感器
相對缺乏可靠地測量生物樣本中細胞內(nèi)K+動態(tài)變化的方法，這些方法滿足了對K+的低親和力和高選擇性的雙重挑戰(zhàn)，尤其是對鈉離子(Na+)而言，目前可用的熒光K+傳感器在很大程度上通過高親和力受體進行了優(yōu)化。更適合細胞外K+檢測。
【科研摘要】
最近，加州大學(xué)伯利克分校Christopher J. Chang教授團隊報告比例鉀離子傳感器1（RPS-1）的設(shè)計，合成和生物學(xué)評估，該傳感器是一種雙熒光團傳感器，能夠?qū)罴毎麅?nèi)鉀離子進行比例熒光成像。相關(guān)論文A dual-fluorophore sensor approach for ratiometric fluorescence imaging of potassium in living cells發(fā)表在《Chemical Science》上。RPS-1通過鉀鍵將對鉀離子具有低親和力，高選擇性冠醚受體的鉀敏感熒光傳感器片段（PS525）與鉀不敏感的參比熒光團（香豆素343，Coumarin 343）通過酯鍵相連。在細胞內(nèi)遞送后，酯酶定向的裂解將這兩種染料分裂成單獨的片段，從而可以按比例檢測K+。RPS-1對水性緩沖液中的K+有反應(yīng)，對競爭性金屬離子具有高選擇性，并且在穩(wěn)態(tài)細胞內(nèi)水平對鉀離子敏感，并且可以對從該基礎(chǔ)設(shè)定點開始的減少或增加做出反應(yīng)。此外，RPS-1被用于比較篩選一組不同癌細胞系中的K+庫，揭示了轉(zhuǎn)移性乳腺癌細胞系相對于正常乳腺癌細胞的基礎(chǔ)細胞內(nèi)K+升高。這項工作為研究細胞內(nèi)鉀動力學(xué)提供了獨特的化學(xué)工具，并且是基于不依賴FRET或相關(guān)能量轉(zhuǎn)移設(shè)計的雙熒光團方法設(shè)計其他比例熒光傳感器的起點。
【圖文解析】
1. 比率鉀傳感器-1（RPS-1）的設(shè)計，一種用于比率鉀檢測的雙熒光探針
為了開發(fā)一種適合細胞內(nèi)使用的鉀比例計量傳感平臺。
展開 熒光猝滅法測定氧含量的應(yīng)用
氧作為一種三價分子能夠有效的淬滅熒光和其它某種發(fā)光體的磷光。被稱為“動力熒光淬滅”。在激勵狀態(tài)下，氧分子與熒光團碰撞導(dǎo)致非輻射能量轉(zhuǎn)換。氧含量是通過測量光纖探頭尖端的熒光團的熒光強度的衰減來得到的，也就是熒光猝滅法。熒光氧傳感器可以探測到氣體、液體中甚至是粘性樣品中的氧分壓。下面工采網(wǎng)小編和大家一起看看熒光猝滅法測定氧含量的應(yīng)用。
氧的溶解度取決于溫度、壓力和水中溶解的鹽，由于溫度變化，膜的擴散系數(shù)和氧的溶解度都將發(fā)生變化，直接影響到溶氧電極電流輸出，常采用熱敏電阻來消除溫度的影響。溫度上升，擴散系數(shù)增加，溶解度反而減小；根據(jù)Henry 定律，氣體的溶解度與其分壓成正比。氧分壓與該地區(qū)的海拔高度有關(guān)，高原地區(qū)和平原地區(qū)的差可達20%，氣壓數(shù)據(jù)的不準將導(dǎo)致較大的測量誤差；在溫度不變的情況下，鹽含量每增加100mg/L，溶解氧降低約1%。如果儀表在標定時使用的溶液的含鹽量低，而實際測量的溶液的含鹽量高，也會導(dǎo)致誤差；氧通過膜擴散比通過樣品進行擴散要慢，必須保證電極膜與溶液完全接觸。對于流通式檢測方式，溶液中的氧會向流通池內(nèi)擴散，使靠近膜的溶液中的氧損失，產(chǎn)生擴散干擾，影響測量。
而熒光猝滅法的測定是基于氧分子對熒光物質(zhì)的猝滅效應(yīng)原理，根據(jù)試樣溶液所發(fā)生的熒光的強度來測定試樣溶液中熒光物質(zhì)的含量。通過利用光纖傳感器來實現(xiàn)光信號的傳輸，由于光纖傳感器具有體積小、重量輕、電絕緣性好、無電火花、安全、抗電磁干擾、靈敏度高、便于利用現(xiàn)有光通信技術(shù)組成遙測網(wǎng)絡(luò)等優(yōu)點，對傳統(tǒng)的傳感器能起到擴展、提高的作用，在很多情況下能完成傳統(tǒng)的傳感器很難甚至不能完成的任務(wù)，因此非常適合于熒光的傳輸與檢測。
展開 .: 小分子熒光探針在癌癥成像中的應(yīng)用
小分子酶熒光探針的設(shè)計思路
大多數(shù)小分子酶熒光探針的設(shè)計是基于與酶活性部位的特異性作用，活性部位包括催化位點和結(jié)合位點。根據(jù)探針與酶作用的機理，小分子酶熒光探針可分為基于底物的小分子酶熒光探針和非基于底物的小分子酶熒光探針。基于底物的小分子酶熒光探針是將底物與熒光團相連，與酶作用后光譜性質(zhì)發(fā)生變化；非基于底物的小分子酶熒光探針由三部分組成：以共價方式和非共價方式可與酶活性位點結(jié)合的基團，熒光團和兩者之間的連接物。
Figure 1.基于底物的小分子酶熒光探針的結(jié)構(gòu)與機理
Figure 2.非基于底物的小分子酶熒光探針的結(jié)構(gòu)與機理
Figure 3.共價結(jié)合和非共價結(jié)合的非基于底物的小分子酶熒光探針
為了使熒光信號（波長或者強度）在目標酶的作用下發(fā)生變化，多種信號轉(zhuǎn)化機理被應(yīng)用在酶探針作用當(dāng)中，比如分子內(nèi)電荷轉(zhuǎn)移(ICT)、熒光共振能量轉(zhuǎn)移(FRET)、激發(fā)態(tài)分子內(nèi)質(zhì)子轉(zhuǎn)移(ESIPT)、光致電子轉(zhuǎn)移(PET)、結(jié)構(gòu)變化和分子內(nèi)運動受限等。
Figure 4.小分子酶熒光探針的響應(yīng)機理
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【科普系列】基于多孔MOF材料的氨基酸熒光探針
與傳統(tǒng)的檢測方法相比，熒光分析法具有快速響應(yīng)、選擇性和靈敏性高等優(yōu)點，在生物傳感技術(shù)領(lǐng)域體現(xiàn)出良好的發(fā)展?jié)摿Α?金屬-有機骨架材料（MOF）是一種由金屬和有機配體組裝而成的三維多孔骨架材料，與其他無機多孔材料相比，具有結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、比表面積大、結(jié)構(gòu)可設(shè)計性強等優(yōu)點，因此被廣泛應(yīng)用于熒光傳感、吸附分離、催化、藥物傳遞等領(lǐng)域。目前，MOF材料已被應(yīng)用于多種氨基酸的熒光識別，包括半胱氨酸（Cys）、高半胱氨酸（GSH）、組氨酸（His）、谷氨酸（Glu）、天冬氨酸（Asp）等。另外，在熒光MOFs方面，鑭系MOFs因其優(yōu)異的光學(xué)性質(zhì)如大Stoke位移、高色純度以及相對較長的熒光壽命而受到了廣泛的關(guān)注。其中，利用后合成修飾法在一些MOF材料上負載鑭系金屬元素已成為近年來在鑭系MOF制備方面的重要途徑之一，而MOF材料中的螯合基團如羧基、吡啶、氨基等為具有發(fā)光特性的鑭系離子提供了有效的負載位點。
通過后合成修飾法在UiO-66-(COOH)2上負載Tb3+可成功制備綠色熒光材料，且仍能維持原骨架材料的結(jié)構(gòu)，如圖1所示，改材料的熒光發(fā)射光譜與Tb的發(fā)射光譜基本一致。其中，488，544 ，585 ，621 nm等四處的峰均為分別歸屬Tb3+的不同電子能級躍遷，即5d4→7f6，5d4→7f5，5d4→7f4，5d4→7f3躍遷。
圖1 UiO-66-(COOH)2的激發(fā)和發(fā)射熒光光譜
該材料可用于選擇性識別色氨酸，如圖2所示，這是由于色氨酸與該MOF材料對于紫外光的競爭作用。
展開 天津大學(xué)Mark Olson課題組：固態(tài)水致光致變色纖維素嵌合的熒光復(fù)合材料
天津大學(xué)Mark Olson課題組設(shè)計并制備了一系列在固態(tài)下同時具有光致變色和水致變色特性的熒光復(fù)合材料。該復(fù)合材料由熒光分子與纖維素嵌合而成，在不同的相對環(huán)境濕度（RH）下表現(xiàn)出可逆的固態(tài)熒光水致變色的現(xiàn)象。而可逆的固態(tài)光致變色現(xiàn)象則是由于紫外燈的照射下纖維素穩(wěn)定的自由基陽離子的產(chǎn)生。
包括光致變色、水致變色、熱致變色等的刺激響應(yīng)型變色材料因為其巨大的應(yīng)用潛能而被廣泛的關(guān)注及研究。本文應(yīng)用常見的熒光基團（萘亞胺）與紫羅堿通過不同長度的碳鏈以共價鍵相連接構(gòu)建目標分子，并將其與纖維素進行嵌合，從而成功制備了罕見的光致變色和水致變色相互轉(zhuǎn)換的熒光復(fù)合材料。其中，紫羅堿部分起到了兩方面的作用：1.作為熒光水致變色的水敏感受體，2. 產(chǎn)生導(dǎo)致光致變色的自由基陽離子。
圖一 熒光復(fù)合材料三種顏色狀態(tài)相互轉(zhuǎn)換示意圖
圖二 熒光分子與纖維素所制備的噴墨打印及薄膜材料的三種顏色狀態(tài)相互轉(zhuǎn)換示意圖
將該復(fù)合材料暴露在濕度可控的空間環(huán)境內(nèi)，當(dāng)相對濕度（RH）從0.1%上升到90%時該固態(tài)復(fù)合材料可以產(chǎn)生可逆的由藍到綠的熒光紅移（82 nm）變化。此為前兩種不同的熒光顏色狀態(tài)。為了進一步了解水致熒光變色的過程，相對濕度（RH）變化時每隔10%相對濕度（RH）所對應(yīng)的固態(tài)熒光發(fā)射光譜也同樣被記錄和分析。而用紫外燈照射該復(fù)合材料時，其會產(chǎn)生由無色到藍色的光致變色現(xiàn)象。光致變色的主要原理是因為具有特殊藍色的纖維素穩(wěn)定的紫羅堿自由基陽離子的產(chǎn)生。其中自由基陽離子的形成則被紫外吸收光譜和電子順磁共振光譜（EPR）所證實。
展開 熒光氧傳感器在氧含量測量中的常見問題及技術(shù)解答
LuminOx 熒光氧是一種固態(tài)氧氣傳感器。 而市面上其他基于電化學(xué)技術(shù)的傳感器將包含一種電解液，該電解液會在低溫下凍結(jié)，從而導(dǎo)致產(chǎn)品故障。
海拔高度對熒光氧傳感器是否有影響？
LOX-O2熒光氧傳感器具有壓力補償功能。 它依靠內(nèi)部壓力傳感器提供總壓力值，以便計算 O2%。 該壓力傳感器可為任何壓力變化提供補償，熒光氧傳感器本身測量氧氣的分壓 (ppO2)，目前為 0-300mbar 范圍。 內(nèi)置的氣壓傳感器輸出環(huán)境大氣壓力范圍（500 至 1200 毫巴，計算的結(jié)果是5000m海拔以下都可以正常測量），在這個范圍內(nèi)都可以正常準確的輸出氧分壓和氧濃度，不受海拔高度影響。
展開 北化工尹梅貞教授等：利用機械力調(diào)控分子內(nèi)能量轉(zhuǎn)移實現(xiàn)高對比度熒光變色
目前，關(guān)于力致變色材料的研究主要集中于調(diào)控材料的熒光顏色。然而，這種單純基于顏色變化的力響應(yīng)材料已經(jīng)不能滿足現(xiàn)階段材料發(fā)展的需求，設(shè)計合成具有發(fā)光顏色和發(fā)光強度雙重可調(diào)的高對比度熒光變色材料一直是研究人員追求的目標，但這對于傳統(tǒng)的力致變色材料而言是很難實現(xiàn)的。
最近，尹梅貞教授課題組設(shè)計合成了一種基于“羅丹明-螺吡喃”雙發(fā)色團的力響應(yīng)熒光變色分子P1（圖1），隨著剪切力作用的增強，P1熒光發(fā)生兩階段的高對比度顏色變化。
圖1 機械力調(diào)控分子內(nèi)能量轉(zhuǎn)移實現(xiàn)高對比度熒光變色的示意圖。
作者利用苯丙氨酸二肽作為連接臂，巧妙地將羅丹明B和螺吡喃這兩種力響應(yīng)基團共價連接起來，設(shè)計合成了分子P1。初始狀態(tài)下，P1并不發(fā)出熒光，當(dāng)輕輕研磨P1后，則呈現(xiàn)出一種非同尋常的熒光“開啟”現(xiàn)象，發(fā)出橙色熒光；繼續(xù)對P1施加力刺激，熒光發(fā)射波長紅移，顯現(xiàn)出紅色熒光，表現(xiàn)出較高的對比度。
通過結(jié)構(gòu)分析和理論模擬發(fā)現(xiàn)，羅丹明B結(jié)構(gòu)中的C-N鍵以及螺吡喃結(jié)構(gòu)中的C-O鍵在力的作用下都不穩(wěn)定，且由于C-N鍵的鍵能小于C-O鍵，導(dǎo)致兩者發(fā)生力誘導(dǎo)開環(huán)反應(yīng)所需要的能量存在明顯差異。因此，在剪切力刺激下，羅丹明B中C-N鍵的斷裂要先于螺吡喃中的C-O鍵。對P1施加力刺激時，分子結(jié)構(gòu)中的C-N鍵最先受到破壞，發(fā)生了力開環(huán)反應(yīng)，由無熒光的內(nèi)酰胺結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)楣曹椂容^好的橙色熒光開環(huán)異構(gòu)體，引起熒光發(fā)射強度的明顯增強。繼續(xù)對P1施加更強的剪切力，螺吡喃基團中C-O鍵斷裂，發(fā)射波長紅移，顯現(xiàn)出紅色熒光。這是由于開環(huán)后螺吡喃基團的吸收光譜和開環(huán)后羅丹明基團的發(fā)射光譜有較大重疊，具有較高效率的熒光共振能量轉(zhuǎn)移 (FRET) 效應(yīng)，羅丹明（供體）的熒光能量轉(zhuǎn)移至螺吡喃（受體），最終導(dǎo)致無混合的紅光發(fā)射，顯示出極高的對比度。
展開 制氧設(shè)備上的熒光氧傳感器技術(shù)應(yīng)用詳解
熒光氧氣傳感器是應(yīng)用熒光猝滅原理和出廠校準的氧傳感器，用于測量環(huán)境氧分壓（ ppO2）大小。該傳感器測量氧分壓和溫度時外加氣壓傳感器可以讓傳感器輸出氧氣濃度值和氣壓值；結(jié)合了電化學(xué)傳感器傳統(tǒng)上低功耗的優(yōu)勢，非消耗傳感原理使得它具有更長的壽命。此外還有有氧壓和溫度補償，使得它可以準確工作于寬環(huán)境范圍而無需額外的補償系統(tǒng)。不像其他傳感器技術(shù)，LuminOx 非常穩(wěn)定和環(huán)保，不含鉛或其他任何有毒材料，并且不受其他氣體交叉干擾的影響。
熒光氧氣傳感器 (O2傳感器)LOX-02/LOX-01電器和環(huán)境特性：
熒光氧氣傳感器 (O2傳感器)LOX-02/LOX-01性能說明 ：
熒光氧氣傳感器 (O2傳感器)LOX-02/LOX-01機械：
熒光氧氣傳感器 (O2傳感器)LOX-02/LOX-01配套電路板：
熒光氧傳感器是工廠已經(jīng)校準的傳感器，是根據(jù)由氧氣熒光促滅的原理來計算空氣中氧分壓的大小。配備熒光氧評估板是為了幫助客戶更快的、更容易的開發(fā)熒光氧傳感器LOX-02。英國SST 熒光氧氣傳感器評估板 - LOX-EVB供電為5V，輸出：RS485，RS232，0~5V。
展開 江蘇省原子醫(yī)學(xué)研究所楊敏研究員/嚴駿杰副研究員課題組《CEJ》：解密脂肪族聚酰胺的熒光多樣性-合成，聚合誘導(dǎo)發(fā)光及細胞器成像
相比于單體（微弱藍紫色熒光），聚酰胺的熒光均有不同程度的增強，且有溶劑依賴性 (見圖1)。
圖1 硫代內(nèi)酯化學(xué)制備脂肪族熒光聚酰胺及光物理表征。
脂肪族聚酰胺的熒光性能表征
圖2 脂肪族聚酰胺P1的雙熒光發(fā)射特征。
通過改變初始反應(yīng)的胺種類（伯胺或仲胺），所制備的脂肪族聚酰胺結(jié)構(gòu)中可能只含有仲酰胺單元，或同時含有仲酰胺和叔酰胺單元。以P1為例（四氫吡咯開環(huán)，PEG修飾），P1在溶液和本體中均呈現(xiàn)出明顯的雙熒光發(fā)射特征，發(fā)射波長分別為375 nm（Em375）和440 nm（Em440）（見圖2）。其中，Em440的熒光強度隨濃度呈線性增長，而Em375的熒光強度增長相對緩慢，并趨于平臺。同時，Em440的熒光壽命顯著長于Em375。
圖3 脂肪族聚酰胺的PIE效應(yīng)。
動力學(xué)跟蹤表明，聚酰胺P1反應(yīng)原液的吸收、熒光強度和量子產(chǎn)率均隨著聚合反應(yīng)時間增強 (見圖3)。密度泛函理論（DFT）計算發(fā)現(xiàn)，隨著聚合物聚合度的增加，相鄰酰胺的鍵距和鍵角都有所減小，壓縮的分子結(jié)構(gòu)有利于熒光的保留。結(jié)構(gòu)更為剛性的聚酰胺P8（四氫吡咯開環(huán)，甲基丙烯酸叔丁酯修飾），在溶液-本體的轉(zhuǎn)換過程中擁有更大的熒光增長空間，且熒光壽命顯著長于P1。有意思的是，此聚酰胺體系沒有明顯的AIE特性（在水溶液中沒有形成納米聚集體），更符合PIE的實驗現(xiàn)象和特征。
展開 光學(xué)相干斷層掃描的上皮散射自發(fā)熒光強度校正——一個模型的研究
圖1.AF-OCT成像系統(tǒng)
我們的模型，如圖2（b）所示，包括一個直徑為1英寸的薄（1mm高）圓柱壁，它安裝在一個熒光載玻片上，以及圓柱壁中包圍著的Intralipid液體。改變?nèi)萜髦蠭ntralipid的量會產(chǎn)生不同的Intralipid膜厚度，由OCT圖像測得。選擇封閉的圓柱壁時，高度要低，直徑要大，這樣就可以得到小的Intralipid膜厚度（μm范圍），同時在容器的中心區(qū)域可以接近扁平的表面以避免半月板和透鏡效應(yīng)。圖2（a）顯示了在熒光載玻片上Intralipid膜的AF信號和OCT圖像。Intralipid膜的厚度和相對應(yīng)的AF信號可以從圖中容易地獲得。
圖2.（a）在熒光載玻片上Intralipid膜的AF信號和OCT圖像，（b）Intralipid模型由在熒光載玻片上的圓柱壁及其中包含的Intralipid組成。
3.光線光學(xué)仿真
使用來自Photon Engineering公司的商業(yè)軟件包FRED，我們將實驗的結(jié)果與光線光學(xué)仿真的結(jié)果進行比較。圖3顯示了仿真的配置和組件，包含一個藍色的激光光源（446nm）、一個熒光載玻片、一個Intralipid膜、用于聚焦藍光到樣品上和收集重新發(fā)射的AF光子的1英寸透鏡（焦距40mm）、一個遠離透鏡50cm的探測器，模仿實驗的裝置。探測器只對大于500nm的波長敏感，以此分離AF光子和后向散射的藍光。
熒光載玻片由一個散射介質(zhì)模擬，對于每個具有425nm–490nm波長范圍的入射光子，通過散射介質(zhì)的“平均自由程”后，散射介質(zhì)會在隨機方向重新發(fā)射一個550nm的光線。使用數(shù)量巨大的光線，重新發(fā)射光子的隨機方向模仿由點光源產(chǎn)生的球面波，等價于熒光輻射。平均自由程決定了入射光滲透到載玻片內(nèi)部的深度。
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熒光氧氣傳感器工作原理簡介
熒光氧氣傳感器
LuminOx 是應(yīng)用熒光猝滅原理和出廠校準的氧傳感器,用于測量環(huán)境氧分壓( ppO2)大小。熒光氧氣傳感器具有以下特性：低功率、非消耗傳感原理、溫度和壓力補償、符合RoHS、小型化裝置、低成本。工采網(wǎng)提供的SST系列熒光氧氣傳感器可應(yīng)用于多個行業(yè)例如：高原氧氣檢測、電力開關(guān)柜氧氣監(jiān)控、孵化設(shè)備，育嬰箱，培養(yǎng)箱、火災(zāi)預(yù)防、呼吸機、惰化、醫(yī)療、實驗室設(shè)備、3D打印等領(lǐng)域。
氧氣感應(yīng)層
O2對發(fā)光衰減時間（t）的影響
寧波材料所陳濤研究員課題組：受豹紋變色龍皮膚啟發(fā)的智能多色熒光高分子水凝膠
變色龍皮膚啟發(fā)的仿生核殼結(jié)構(gòu)熒光高分子水凝膠的結(jié)構(gòu)及其智能多色熒光調(diào)控示意圖
經(jīng)過細致的對比研究發(fā)現(xiàn)，真實的變色龍皮膚和已報道的多色熒光高分子水凝膠具有不同的結(jié)構(gòu)，例如，人工合成的多色熒光水凝膠多是將兩種或多種熒光團同時引入單一的各向同聯(lián)網(wǎng)絡(luò)中制備的，而近期的一個生物學(xué)研究（M. C. Milinkovitch, et al. Nat. Commun. 2015, 6, 6368）表明，豹紋變色龍的皮膚中含有兩層致密排列的虹色細胞（類似于核殼結(jié)構(gòu)，如圖1b所示），這種細胞不僅含有色素，還含有很多光子晶體，變色龍就是通過肌肉運動來控制不同細胞層中的晶體排列結(jié)構(gòu)來呈現(xiàn)豐富多彩的結(jié)構(gòu)色變化。這一材料結(jié)構(gòu)的顯著差異促使科研團隊思考：是否可以在高分子水凝膠中構(gòu)建類似的多層核殼結(jié)構(gòu)，使得不同響應(yīng)性的熒光團分別分布在不同水凝膠層中，從而可以像變色龍皮膚一樣呈現(xiàn)智能響應(yīng)的紅、綠、藍、紫等多種發(fā)光顏色相互轉(zhuǎn)變？
為了驗證這一設(shè)想，科研團隊提出了一種離子擴散誘導(dǎo)界面聚合的材料構(gòu)筑方法，成功地將紅色稀土銪配合物（R）、聚集誘導(dǎo)發(fā)光型（AIE）藍色萘酰亞胺（B）和pH響應(yīng)性綠色苝四甲酸（G）等三種熒光團分別引入核殼結(jié)構(gòu)高分子水凝膠的核層、第一殼層和第二殼層，其中AIE型萘酰亞胺因被共價接枝到溫敏性聚N-異丙基丙烯酰胺（PNIPAM）高分子鏈上而具有溫致藍色熒光顯著增強性質(zhì)。得益于這一獨特的仿生多層核殼結(jié)構(gòu)設(shè)計，三色熒光團的空間距離較遠而不會發(fā)生復(fù)雜的光物理相互作用（如能量轉(zhuǎn)移、復(fù)合物/締合物發(fā)光等），水凝膠第一殼層和第二殼層的藍色和綠色熒光強度可以分別利用溫度和pH刺激進行獨立且連續(xù)的調(diào)控，從而成功實現(xiàn)智能響應(yīng)的紅、綠、藍、紫等多種發(fā)光顏色相互轉(zhuǎn)變。
展開 寧波材料所陳濤研究員課題組《ACS Nano》：基于智能多色熒光高分子水凝膠的仿生變色皮膚研究
基于此，本工作設(shè)計并制備了一種具有非對稱結(jié)構(gòu)的電控熒光色變水凝膠-石墨烯體系，通過電熱調(diào)控實現(xiàn)了多種熒光顏色的靈活控制。如圖1所示，將熒光高分子水凝膠、熒光漆、導(dǎo)電紙以及電極通過層層復(fù)合得到非對稱水凝膠-石墨烯體系。在該設(shè)計中，通過水/空氣界面自組裝制備單面具有堆疊石墨烯膜的導(dǎo)電紙。將紅色稀土銪配合物、綠色稀土鋱配合物或具有AIE性能的藍色萘酰亞胺類熒光團作為發(fā)光中心引入聚N-異丙基丙烯酰胺（PNIPAM）基水凝膠中制備溫敏性多色熒光高分子水凝膠。利用碳基薄膜層在通電時產(chǎn)生的焦耳熱，誘導(dǎo)溫敏性熒光水凝膠層發(fā)生可逆相變，使透光率急劇下降，對下層熒光漆的大部分入射光和發(fā)射光進行遮擋，同時水凝膠的熒光強度顯著增強，從而使原來熒光水凝膠層與熒光漆層的疊加色變?yōu)轫攲铀z的熒光色，顏色發(fā)生明顯改變。通過調(diào)節(jié)水凝膠層和熒光漆層的顏色組合可以實現(xiàn)多種熒光顏色的變化。該電熱刺激過程不使用任何化學(xué)刺激物，是一種非常理想的“無刺激殘留”的響應(yīng)方式，且易于控制和調(diào)節(jié)，能夠?qū)崿F(xiàn)遠程和局部控制。基于水凝膠-石墨烯體系優(yōu)異的電控變色的性能，進而構(gòu)建了柔性仿生皮膚用于模仿生物體皮膚的生理功能，可以幫助商用機器人實現(xiàn)偽裝和顯示（圖2）。進一步，將所制備的仿生皮膚與傳感器相連接，通過級聯(lián)過程，模擬警報水母的變色警報過程（圖3）。本工作所構(gòu)筑的具有偽裝、顯示和警報能力的水凝膠基仿生變色皮膚有望使商用機器人在自然環(huán)境中更好地執(zhí)行探索、檢測甚至救援任務(wù)。
展開 熒光氧氣傳感器應(yīng)用特性分析
下面工采網(wǎng)小編和大家一起了解一下熒光氧氣傳感器在氧濃度檢測技術(shù)應(yīng)用中的特性分析。
熒光氧氣傳感器是應(yīng)用熒光猝滅原理和出廠校準的氧傳感器，用于測量環(huán)境氧分壓（ ppO2）大小。LuminOx 測量氧分壓和溫度。外加氣壓傳感器可以讓傳感器輸出氧氣濃度值和氣壓值；結(jié)合了電化學(xué)傳感器傳統(tǒng)上低功耗的優(yōu)勢，非消耗傳感原理使得它具有更長的壽命。及LuminOx 有氧壓和溫度補償，使得它可以準確工作于寬環(huán)境范圍而無需額外的補償系統(tǒng)。不像其他傳感器技術(shù)，LuminOx 非常穩(wěn)定和環(huán)保，不含鉛或其他任何有毒材料，并且不受其他氣體交叉干擾的影響。
英國SST 熒光氧氣傳感器 (O2傳感器) - LOX-02-S亦可測量O2%和大氣壓力，不含有毒材料、RoSH認證具有低功耗，長壽命（大于5年），高精度，小尺寸、簡潔，低成本，免維護等特點，可與英國SST 熒光氧氣傳感器 (O2傳感器) LOX-02-S配套電路板使用。
英國SST 熒光氧氣傳感器 (O2傳感器)LOX-02-S 性能：
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