Enhancement of sensitivity for dichlorvos detection by a low-weight gelator based on bolaamphiphile amino acid derivatives decorated with a hybrid graphene quantum dot/enzyme/hydrogel

Developing the sensitivity of an optical biosensor motivates the exploration of an amplification strategy for the incorporation of a biosensor system in a supramolecular hydrogel. We developed novel fluorescent hybrid materials comprising graphene quantum dots and enzymes supported by L-phenylalanine derived bis(urea) supramolecular hydrogels (GQDs/Enz/Gels) for detection of organophosphates. The addition of acetylcholinesterase (AChE) and choline oxidase (ChOx) during the formation of self-assembled GQDs/Gel materials resulted in enzyme-functionalized gel networks. Significant turn-off fluorescence of the encapsulated GQDs in the hydrogels was due to hydrogen peroxide generated from the active enzymatic reaction. The addition of insecticide dichlorvos to the GQDs/Enz/Gels resulted in the recovery of fluorescence in proportion to the concentration of dichlorvos, with a detection limit of 2.61 × 10−8 M which outperforms those in solution by 100-fold improvement and a wider linear range of 1.25 × 10−8–1.25 × 10−4 M compared to those of the biosensor in solution. These hybrid hydrogels show promising sensitivity to the detection of oxy-form organophosphate pesticides and expectedly offer scope for the development of rapid and environmentally friendly techniques

การแยกประเภทของนิวคลีโอไทด์โดยใช้เซนเซอร์แอเรย์ผ่านวิธีวิเคราะห์องค์ประกอบหลัก (DISCRIMINATION OF NUCLEOTIDES IN AQUEOUS SOLUTION BY THE SENSOR ARRAYS VIA PCA METHOD)

ในงานวิจัยนี้มีจุดมุ่งหมายเพื่อการออกแบบและสังเคราะห์โมเลกุลเซนเซอร์ที่มีอนุพันธ์ของไพรีนและคูมารินเป็นองค์ประกอบ (Pydpa และ Es) สำหรับใช้ในการแยกประเภทของนิวคลีโอไทด์โดยใช้การวิเคราะห์องค์ประกอบหลัก (Principal Component Analysis, PCA) ในขั้นต้นได้เตรียมสารประกอบเชิงซ้อนของเซนเซอร์โมเลกุล Pydpa-Zn, Pydpa-Cu, Es-Zn และ Es-Cu เพื่อที่จะใช้จับกับนิวคลีโอไทด์ ซึ่งหมู่ฟอสเฟตของนิวคลีโอไทด์ สามารถเกิดอันตรกิริยาทางไฟฟ้าสถิตกับสารประกอบเชิงซ้อนของเซนเซอร์โมเลกุลได้ จากนั้นได้ศึกษาความสามารถในการเกิดสารประกอบเชิงซ้อน โดยใช้เทคนิคฟลูออเรสเซนต์สเปกโทรโฟโตเมทตรี พบว่า Pydpa-Zn, Es-Zn และ Es-Cu มีความจำเพาะต่อ PPi ได้ค่าคงที่การจับ (log K) ของ Pydpa-Zn, Es-Zn และ Es-Cu กับ PPi เท่ากับ 8.83, 5.23 และ 4.64 ตามลำดับ นอกจากนี้ได้นำ PCA มาใช้แยกประเภทของนิวคลีโอไทด์ ซึ่งเป็นที่น่าสนใจว่าข้อมูลที่ศึกษาได้จากการใช้เซนเซอร์แอเรย์ Pydpa-Zn / Es-Zn หรือ Es-Zn / Es-Cu พบว่าสามารถแยกแยะกลุ่มของนิวคลีโอไทด์ ATP, UTP, ADP, UDP และ GDP ได้อย่างชัดเจนคำสำคัญ: การวิเคราะห์องค์ประกอบหลัก นิวคลีโอไทด์ เซนเซอร์This research aims to design and synthesize sensors containing pyrene and coumarin derivatives (Pydpa and Es) and then apply the sensory molecule to discriminate various nucleotides in aqueous solution by Principle Component Analysis (PCA). Initially, the complexation of Pydpa-Zn, Pydpa-Cu, Es-Zn, and Es-Cu were prepared as the sensory molecules to coordinate the phosphate anion based nucleotides undergone the electrostatic interaction. The complexation studies of sensors were carried out by Fluorescence Spectrophotometry. It was found that Pydpa-Zn, Es-Zn, and Es-Cu showed selectively to PPi. The log K values of Pydpa-Zn, Es-Zn, and Es-Cu towards PPi were 8.83, 5.23 and 4.64, respectively. In addition, PCA analysis was applied to classify the types of nucleotides. Interestingly, the combinatorial data obtained by the sensor arrays of Pydpa-Zn / Es-Zn or Es-Zn / Es-Cu in the attribution of PCA method could obviously discriminate ATP, UTP, ADP, UDP and GDP.Keywords: Pricipal Component Analysis (PCA), nucleotide, senso