Traditionele fluorescerende kleurstoffen om de levensvatbaarheid van bacteriën te onderzoeken zijn giftig en hebben een slechte fotostabiliteit, maar het gebruik van de VFD heeft de bereiding mogelijk gemaakt van een nieuwe generatie van aggregatie-geïnduceerde emissiekleurstof (AIE) luminogenen met behulp van grafeenoxide (GO), dankzij gezamenlijk onderzoek tussen Flinders University's Institute for NanoScale Science and Technology en het Centre for Health Technologies, Technische Universiteit Sydney.

Het gebruik van de VFD om GO/AIE-sondes te produceren met de eigenschap van hoge fluorescentie is zonder precedent - met de nieuwe GO/AIE-nanosonde die 1400% helderdere hoge fluorescentieprestaties heeft dan alleen AIE-luminogeen.

"Het is van cruciaal belang om zeer gevoelige manieren te ontwikkelen om bacteriën die een potentiële bedreiging vormen voor de mens in een vroeg stadium te detecteren, zodat gezondheidssectoren en overheden snel kunnen worden geïnformeerd, om snel en efficiënt te handelen, ", zegt Flinders University-onderzoeker professor Youhong Tang.

"Onze GO/AIE-nanoprobe zal het volgen van bacteriën op de lange termijn aanzienlijk verbeteren om ziekenhuisinfecties effectief te bestrijden, evenals het ontwikkelen van nieuwe en efficiëntere antibacteriële verbindingen."

De VFD is een nieuw type hulpmiddel voor chemische verwerking, die chemische reactiviteit kan veroorzaken, waardoor de gecontroleerde verwerking van materialen zoals mesoporeuze silica, en effectief bij het vouwen van eiwitten onder continue stroom, wat belangrijk is in de farmaceutische industrie. Het blijft indruk maken op onderzoekers vanwege het aanpassingsvermogen in groene chemie-innovaties.

"Het ontwikkelen van zo'n diep begrip van de levensvatbaarheid van bacteriën is belangrijk om het beleid voor infectiebeheersing te herzien en effectieve antibacteriële verbindingen uit te vinden, " zegt hoofdauteur van het onderzoek, Dr. Javad Tavakoli, een eerdere onderzoeker van de groep van professor Youhong Tang, en werkt nu aan de University of Technology Sydney.

"Het mooie van dit onderzoek was de ontwikkeling van een zeer heldere fluorescentiekleurstof op basis van grafeenoxide, dat algemeen wordt erkend als een effectief materiaal voor het uitdoven van fluorescentie."

Het type AIE-luminogeen werd voor het eerst ontwikkeld in 2015 om de levensvatbaarheid van bacteriën op lange termijn te kunnen monitoren, echter, het verhogen van de helderheid om de gevoeligheid en efficiëntie te vergroten, bleef een moeilijke uitdaging. Eerdere pogingen om AIE-luminogeen met hoge helderheid te produceren, bleken zeer tijdrovend te zijn, vereist complexe chemie, en omvat katalysatoren die hun massaproductie duur maken.

Ter vergelijking, het Vortex Fluidic Device maakt een snelle en efficiënte verwerking mogelijk die verder gaat dan batchproductie en het potentieel voor kosteneffectieve commercialisering.

Het verhogen van de fluorescerende eigenschap van GO/AIE hangt af van de concentratie grafeenoxide, de rotatiesnelheid van de VFD-buis, en de waterfractie in de verbinding - dus het bereiden van GO/AIE onder de schuifspanning veroorzaakt door de snelle roterende buis van de VFD resulteerde in veel helderdere sondes met aanzienlijk verbeterde fluorescentie-intensiteiten.

De krant, "Vortex fluidic maakt het mogelijk en verhoogt de lichtintensiteit van grafeenoxide aanzienlijk met aggregatie-geïnduceerde emissie-luminogeen, " door Javad Tavakoli, Nikita Joseph, Clarence Chuah, Colin Raston en Youhong Tang - is gepubliceerd in het tijdschrift Materiaalchemie .