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综述:微流控技术制备聚二乙炔材料及其在比色和荧光传感中的应用
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年06月06日 来源:Journal of Photochemistry and Photobiology C: Photochemistry Reviews 12.8
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这篇综述系统阐述了微流控(Microfluidic)技术如何优化聚二乙炔(PDA)材料的合成,并拓展其在化学、机械、温度、pH等多模态传感中的应用。通过精准调控流体动力学,微流控平台显著提升了PDA材料的均一性、灵敏度及实时检测能力,为环境监测、临床诊断等领域提供了微型化、高通量解决方案。
微流控设备用于PDA基材料合成
微流控技术通过精确控制流体剪切力和反应条件,实现了聚二乙炔(PDA)囊泡(vesicles)和颗粒(particles)的可控合成。与传统体相合成相比,微通道内的流体动力学聚焦(hydrodynamic focusing)能生成单分散性更高的PDA结构,其π-共轭骨架的排列有序性显著提升,从而增强了对pH、温度等刺激的响应灵敏度。例如,在玻璃毛细管组装系统中,两相流界面处的DA单体自组装可形成厚度<100 nm的PDA薄膜,经紫外聚合后展现出稳定的蓝-红变色特性。
PDA基传感器的微流控应用
集成PDA的微流控芯片在生物医学检测中表现突出。当分析物(如蛋白质或核酸)与PDA侧链结合时,其主链电子云分布发生改变,触发肉眼可见的比色(colorimetric)信号和荧光(fluorometric)增强。例如,在蛇形通道芯片中,PDA纳米囊泡对流感病毒的检测限低至1 pM,响应时间缩短80%。此外,机械应力传感方面,嵌入PDMS微柱阵列的PDA薄膜可通过颜色变化量化局部应变,适用于柔性电子皮肤开发。
结论
微流控与PDA的结合解决了传统传感技术中响应迟滞、批次差异大的痛点。未来方向包括开发多通道芯片以实现多重检测,以及结合人工智能算法优化信号解析。这种“材料-器件”协同设计策略为即时诊断(point-of-care testing, POCT)和可穿戴设备提供了新范式。
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