Carbohydrate chemosensors based on stimuli-responsive complex emulsions

基于刺激响应复合乳液的碳水化合物化学传感器

基本信息

  • 批准号:
    331208670
  • 负责人:
  • 金额:
    --
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    德国
  • 项目类别:
    Research Fellowships
  • 财政年份:
    2017
  • 资助国家:
    德国
  • 起止时间:
    2016-12-31 至 2017-12-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

The central theme of the postdoctorate will be the implementation of multi-phase complex emulsions with controllable and reconfigurable morphologies as novel chemoresponsive materials. A dynamic reconfiguration of emulsion droplet morphologies in response to environmental stimuli provide a unique potential for triggering a droplet reconfiguration and thus for creating an optical sensor readout by specific analytes, such as carbohydrates. By the addition of chromophores to the two immiscible phases of complex emulsions an inversion of droplet morphology will become visible. It is expected that slight morphology changes will suffice to dramatically influence the emission spectra through the ability of the complex emulsion droplets to selectively present and hide specific emission bands. This spectroscopic analysis of droplet morphologies will enable a quantifiable determination of droplet morphology with the potential to obtain an optical sensor readout. A controllable integration of tailor-designed molecular building blocks in such self-organized systems allow for the pursuit of new pathways for the chemosensing of carbohydrates. A dynamic covalent attachment of carbohydrates to tailor-designed boronic acid receptors are aimed to result in an optical response of the colored complex emulsion droplets. In principle, two signal chains of recognition, transduction and response are reasonable leading to an optical response of the complex emulsions and hence an optical sensor readout. The proposed independent pathways rely either on a change of the emulsion droplet fluorescence or an inversion of the droplet morphology by influencing the interfacial tensions. In both scenarios an optical response of multi-phase emulsion droplets will be characterized by emission spectroscopy and/or optical analysis of the droplet morphology. The implementation of the ability of the complex emulsion droplets to selectively invert morphology in dependence of the presence of a specific functionality will further pave the way for applications beyond chemosensors, such as a targeted release of drugs e.g. at tumours.
博士后的中心主题是实施具有可控和可重构形态的多相复杂乳液,作为新颖的化学回应材料。响应环境刺激的乳液液滴形态的动态重新配置为触发液滴重新配置的独特潜力,从而通过碳水化合物(例如碳水化合物)创建光学传感器读数。通过在复杂乳液的两个不混溶的阶段中添加发色团,将可见液滴形态的反转。可以预期,通过复杂的乳液液滴有选择性地呈现和隐藏​​特定发射带的能力,轻微的形态变化足以极大地影响发射光谱。对液滴形态的这种光谱分析将可以对液滴形态进行可量化的确定,并具有获得光学传感器读数的潜力。在这种自组织系统中,量身定制设计的分子构建块的可控整合允许追求碳水化合物化学连接的新途径。碳水化合物与量身定制的硼酸受体的动态共价附着旨在导致有色复合物乳液液滴的光学响应。原则上,两个信号链的识别链,转导和响应是合理的,导致复合乳液的光学响应,因此是光学传感器读数。所提出的独立途径依赖于乳液液滴荧光的变化或通过影响界面张力的液滴形态的反转。在这两种情况下,多相乳液液滴的光学响应将以发射光谱和/或液滴形态的光学分析为特征。复杂乳液液滴有选择性地反转形态的能力以依赖特定功能的存在将进一步为应用化学传感器以外的应用铺平道路,例如药物的靶向释放,例如在肿瘤。

项目成果

期刊论文数量(1)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Rapid Detection of Salmonella enterica via Directional Emission from Carbohydrate-Functionalized Dynamic Double Emulsions
  • DOI:
    10.1021/acscentsci.9b00059
  • 发表时间:
    2019-04
  • 期刊:
  • 影响因子:
    18.2
  • 作者:
    Lukas Zeininger;Sara Nagelberg;K. S. Harvey;Suchol Savagatrup;Myles B. Herbert;Kosuke Yoshinaga;Joseph A. Capobianco;M. Kolle;T. Swager
  • 通讯作者:
    Lukas Zeininger;Sara Nagelberg;K. S. Harvey;Suchol Savagatrup;Myles B. Herbert;Kosuke Yoshinaga;Joseph A. Capobianco;M. Kolle;T. Swager
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