Stable Magnetic Relaxation Switch Sensor Based on Fe3O4@Gel for Ultrafast Detection of Cd2+

超短脉冲 放松(心理学) 材料科学 磁弛豫 分析化学(期刊) 核磁共振 磁场 化学 纳米技术 物理 磁化 光学 色谱法 心理学 社会心理学 激光器 量子力学
作者
Li Yao,Yudie Hu,Xingyu Yang,Shaoyi Yu,Liguang Xu,Wei Chen,Jia Tu,Yunhui Cheng,Zhou Xu
出处
期刊:ACS Sensors [American Chemical Society]
卷期号:10 (4): 2802-2811 被引量:6
标识
DOI:10.1021/acssensors.4c03552
摘要

To overcome the dual challenges of signal instability and prolonged detection in conventional magnetic relaxation switching (MRS) systems, a novel Fe3O4-encapsulated alginate hydrogel nanocomposite (Fe3O4@Gel) sensor was designed for rapid screening of the cadmium ion. Compared with the traditional Fe3O4-based sensors, the Fe3O4 was embedded in the gel network framework to avoid magnetic field-induced aggregation, which helped to improve the stability of MRS. On the other hand, compared with MRS based on gel, the Fe3O4 accelerated the relaxation process of water molecules inside the gel, obtaining a fast detection time of the sensor within 38 s, which is one-fifth of the detection time of the traditional magnetic relaxation switch sensor with pure hydrogel of 191 s. Mechanistically, target-induced immunocomplex formation modulates alkaline phosphatase activity, triggering cascade enzymatic reactions that precisely regulate hydrogel swelling dynamics. This stimuli-responsive behavior translates quantitative Cd2+ concentrations into reproducible transverse relaxation time (T2) signal shifts (R2 = 0.987), achieving sub-ppt sensitivity (6 pg/mL) across linearity (0.01–10 ng/mL). Practical validation in complex matrices demonstrated 96.62%–109.97% spike recoveries. This multifunctional nanoplatform establishes a new paradigm for high-fidelity, field-deployable hazard screening in complex systems.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
壳壳完成签到,获得积分20
刚刚
刚刚
刚刚
高挑的雁兰完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
魏海龙完成签到,获得积分10
2秒前
共享精神应助archer01采纳,获得10
2秒前
大模型应助小密母采纳,获得10
2秒前
烦恼大海发布了新的文献求助10
3秒前
ercha发布了新的文献求助10
3秒前
CodeCraft应助lilei采纳,获得10
3秒前
3秒前
方方应助合适铅笔采纳,获得10
4秒前
qq发布了新的文献求助10
4秒前
rylinn完成签到,获得积分10
4秒前
5秒前
东方完成签到,获得积分20
6秒前
6秒前
6秒前
壳壳发布了新的文献求助30
6秒前
arniu2008应助dd采纳,获得20
7秒前
7秒前
贪玩香彤发布了新的文献求助10
7秒前
科研通AI6.2应助zj采纳,获得10
8秒前
8秒前
9秒前
星辰大海应助yier采纳,获得10
9秒前
9秒前
ping发布了新的文献求助10
9秒前
10秒前
大胖小子发布了新的文献求助10
11秒前
wangwang完成签到,获得积分10
12秒前
东方发布了新的文献求助10
12秒前
12秒前
tomas完成签到,获得积分10
12秒前
SciGPT应助qq采纳,获得10
13秒前
14秒前
14秒前
14秒前
14秒前
高分求助中
Ideology and Meaning-Making under the Putin Regime 750
Introduction to Industrial/Organizational Psychology 600
Prompt Engineering for Clinicians: Harnessing AI in Everyday Medical Practice 600
Handbook of Luminescence Dating 500
Safety Pharmacology 500
《KNN基无铅压电陶瓷电学性能优化与物理机理研究》 500
Isomerism In Coordination Compounds 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 计算机科学 化学工程 生物化学 物理 内科学 复合材料 催化作用 光电子学 物理化学 电极 细胞生物学 基因 遗传学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6935297
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8622207
关于积分的说明 18287797
捐赠科研通 6362719
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3075248
关于科研通互助平台的介绍 2112700
邀请新用户注册赠送积分活动 2052680