論文の概要: Ion sensors with crown ether-functionalized nanodiamonds
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2301.03143v1
- Date: Mon, 9 Jan 2023 01:54:52 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-01-10 19:05:34.407434
- Title: Ion sensors with crown ether-functionalized nanodiamonds
- Title（参考訳）: クラウンエーテル機能ナノダイヤモンドを用いたイオンセンサ
- Authors: Changhao Li, Shao-Xiong Lennon Luo, Daniel M. Kim, Guoqing Wang and
Paola Cappellaro
- Abstract要約: ダイヤモンド中の窒素空孔(NV)中心は蛍光マーカーとして特に魅力的である。
我々は、ナトリウムカチオンなどの特定のアルカリイオンを検出できるセンサーを構築する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 7.940330955124415
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Alkali metal ions such as sodium and potassium cations play fundamental roles
in biology. Developing highly sensitive and selective methods to both detect
and quantify these ions is of considerable importance for medical diagnostics
and bioimaging. Fluorescent nanoparticles have emerged as powerful tools for
nanoscale imaging, but their optical properties need to be supplemented with
specificity to particular chemical and biological signals in order to provide
further information about biological processes. Nitrogen-vacancy (NV) centers
in diamond are particularly attractive as fluorescence markers, thanks to their
optical stability, biocompatibility and further ability to serve as highly
sensitive quantum sensors of temperature, magnetic and electric fields in
ambient conditions. In this work, by covalently grafting crown ether structures
on the surface of nanodiamonds (NDs), we build sensors that are capable of
detecting specific alkali ions such as sodium cations. We will show that the
presence of these metal ions modifies the charge state of NV centers inside the
ND, which can then be read out by measuring their photoluminescence spectrum.
Our work paves the way for designing selective biosensors based on NV centers
in diamond.
- Abstract（参考訳）: ナトリウムやカチオンなどのアルカリ金属イオンは生物学において基本的な役割を果たす。
これらのイオンを検出および定量化するための高感度かつ選択的な方法の開発は、医療診断およびバイオイメージングにおいて非常に重要である。
蛍光ナノ粒子はナノスケールイメージングの強力なツールとして登場したが、その光学特性は、生物学的プロセスに関するさらなる情報を提供するために、特定の化学信号や生物学的信号に比例して補う必要がある。
ダイヤモンド中の窒素空隙(nv)中心は、光学的安定性、生体適合性、環境条件における温度、磁場、電界の高感度量子センサーとして機能する能力により、蛍光マーカーとして特に魅力的である。
本研究では,ナノダイヤモンド(NDs)表面にクラウンエーテル構造を共有的に移植することにより,ナトリウムカチオンなどの特定のアルカリイオンを検出するセンサを構築する。
これらの金属イオンの存在は、ND内のNV中心の電荷状態を変化させ、光ルミネッセンススペクトルを測定して読み取ることができることを示す。
我々の研究は、ダイヤモンド中のNV中心に基づく選択的バイオセンサーの設計の道を開いた。
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