Design of fluorescent materials for chemical sensing

Abstract

There is an enormous demand for chemical sensors for many areas and disciplines. High sensitivity and ease of operation are two main issues for sensor development. Fluorescence techniques can easily fulfill these requirements and therefore fluorescent-based sensors appear as one of the most promising candidates for chemical sensing. However, the development of sensors is not trivial; material science, molecular recognition and device implementation are some of the aspects that play a role in the design of sensors. The development of fluorescent sensing materials is increasingly captivating the attention of the scientists because its implementation as a truly sensory system is straightforward. This critical review shows the use of polymers, sol-gels, mesoporous materials, surfactant aggregates, quantum dots, and glass or gold surfaces, combined with different chemical approaches for the development of fluorescent sensing materials. Representative examples have been selected and they are commented here.

Quimiossensores cromogênicos e fluorogênicos para a detecção de analitos aniônicos

“…De toda forma, percebe-se que embora a quantidade de quimiossensores estudada venha crescendo bastante, eles estão sendo desenvolvidos para um número ainda bastante seleto de analitos, devido provavelmente ao fato de que há desconhecimento, por parte de quem trabalha na área, sobre quais novas espécies químicas merecem ter quimiossensores planejados para elas e as suas finalidades. 132 Considerando-se que cada analito apresenta uma topologia diferente, torna-se necessário o planejamento de receptores adequados para se ligarem seletivamente ao analito, com forte inspiração na analogia da chave e da fechadura de Emil Fischer, 4 a fim de reconhecê-lo frente aos demais analitos presentes no meio. Assim, os diferentes quimiossensores cromogênicos e fluorogênicos fazem uso do enorme repertório de receptores disponíveis na literatura, 1-4,9-21,28,29,38,133 além de novos sistemas especialmente planejados, em combinação com indicadores de pH clássicos, compostos solvatocrômicos e solvatofluorocrômicos e com novas unidades sinalizadoras cromóforas e fluoróforas.…”

“…As línguas e narizes dos mamíferos, repletos de arranjos de receptores "diferenciais" para o paladar e o olfato, 130,147 têm inspirado o conceito de arranjos de receptores diferenciais sintéticos, 130,132,148 que transcendem a relativa falta de especificidade para determinados analitos pela geração de impressões digitais que cada analito deixa ao ficar em contato com o arranjo. Aqui também são necessárias as mesmas estratégias de reconhecimento usadas para os quimiossensores individuais.…”

Carbon Nanotubes – Imprinted Polymers: Hybrid Materials for Analytical Applications

“…Microelectrodes are useful for measurements for changes in easily oxidized neurotransmitter concentrations in extracellular brain fluid (Kawagoe et al, 1993) The nanodimensions of CNTs guarantee a very large active surface area and are especially suited for the conception of miniaturized sensors. In addition to the high porosity and reactivity, this makes them ideal candidates for the storage of neutral species as well as electron donors, when used as electrodes in electrochemical reactions, for which they may also be called "nanoelectrodes" (Basabe-Desmonts et al, 2007;Daniel et al, 2007;Guo et al, 2004). Hence, it is not surprising that gas sensors made from individual nanotubes show good sensitivities at room temperature (J.…”

Energy conversion in 7-(Diethylamino)coumarin doped PMMA fluorescent fibre

“…The numerous applications of organic luminescent materials are well known in medicine (luminescent labeling, fluorescence-energy-transfer-based microscopy), environmental monitoring (water acidity and pollution) and numerous fields of scientific research (Resch-Genger et al 2008;Basabe-Desmonts et al 2007;Kasprzak et al 2011;Lichtman and Conchello 2005;Lian et al 2004;Merian et al 2012;Rao et al 2007). Fluorescent organic compounds (e.g.…”