A Photoresponsive Azo-Functionalized 2,4-Dinitrophenylhydrazone Polymer for Selective Fluoride Sensing in Environmental and Biological Media

氟化物 单体 聚合物 深铬移 聚合 化学 降冰片烯 分散性 光化学 高分子化学 脱质子化 组合化学 复分解 材料科学 反应性(心理学) 单层 表面改性 点击化学 密度泛函理论 生物分子 细胞毒性 含氟聚合物 有机化学 解聚 生物传感器 纳米技术 半色移 分子内力
作者
Chandan Kumar,Sangita Rajwar,Shaunak Das,Debina Bhattacharyya,Manoj Jakhar,Jayasri Das Sarma,Raja Shunmugam
出处
期刊:ACS Sensors [American Chemical Society]
标识
DOI:10.1021/acssensors.6c02117
摘要

Fluoride (F-) plays an essential role in dental health and osteoporosis treatment; however, excessive intake can lead to severe disorders, including dental fluorosis and urolithiasis, necessitating sensitive monitoring in environmental and biological systems. Herein, we report a photoresponsive azo-2,4-dinitrophenylhydrazone (AZO-DNP) platform comprising monomeric and polymeric architectures for selective fluoride detection. Both systems enable rapid naked-eye recognition through an intense yellow-to-purple color transition, accompanied by a pronounced bathochromic shift and ratiometric UV-vis response upon fluoride binding. The polymeric analog, Poly(AZO-DNP), was synthesized via CuAAC click functionalization followed by ring-opening metathesis polymerization of a norbornene precursor using Grubbs third-generation catalyst. The monomeric and polymeric probes exhibit ultralow detection limits of 21.37 and 31.81 nM, respectively, surpassing most reported colorimetric fluoride sensors. Mechanistic studies using 1H NMR confirm fluoride-induced NH deprotonation with HF formation, while density functional theory calculations reveal a reduced HOMO-LUMO energy gap (0.32 to 0.12 a.u.), consistent with enhanced intramolecular charge transfer. The polymeric probe shows low cytotoxicity toward A549 cells at working concentrations in MTT assays and enables intracellular ratiometric fluoride imaging. Immobilization on filter paper affords a portable test strip for on-site fluoride detection. Notably, UV irradiation (370 nm, 30 min) converts the monomer into a cis-rich, fluoride-inactive OFF state, whereas Poly(AZO-DNP) retains >95% trans configuration and full sensing capability due to its rigid polymer backbone. These results establish AZO-DNP as a versatile photoresponsive platform for fluoride sensing across environmental and biological applications.

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
曾哥帅完成签到 ,获得积分10
3秒前
希望天下0贩的0应助Bailey采纳,获得10
3秒前
3秒前
爆米花应助亢kxh采纳,获得10
3秒前
4秒前
圈儿多尼完成签到,获得积分10
4秒前
xing_xing应助歪比巴伯采纳,获得20
5秒前
7秒前
寻梦完成签到,获得积分10
7秒前
无无无无无无完成签到 ,获得积分10
8秒前
珍妮猪发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
9秒前
CM发布了新的文献求助10
9秒前
方方99完成签到 ,获得积分0
12秒前
12秒前
Laskujgkjbvg发布了新的文献求助10
12秒前
13秒前
13秒前
16秒前
ho完成签到,获得积分10
17秒前
18秒前
颜老大发布了新的文献求助10
18秒前
小二郎应助CM采纳,获得10
19秒前
20秒前
ww发布了新的文献求助10
21秒前
渴望者发布了新的文献求助10
21秒前
隐形曼青应助Wenna采纳,获得10
22秒前
ho发布了新的文献求助30
23秒前
故意的白开水完成签到,获得积分10
23秒前
keroro发布了新的文献求助10
24秒前
亢kxh发布了新的文献求助10
24秒前
无花果应助小毛竹采纳,获得10
29秒前
彭于晏应助hql_sdu采纳,获得10
29秒前
Mitty完成签到 ,获得积分10
31秒前
34秒前
36秒前
优雅的傲柏完成签到,获得积分10
37秒前
珍妮猪完成签到,获得积分10
38秒前
Laskujgkjbvg发布了新的文献求助10
39秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
Discerning Saints: Moralization of Intrinsic Motivation and Selective Prosociality at Work 500
Handbuch Trainingswissenschaft – Trainingslehre 500
Additive Manufacturing Design and Applications (ASM Handbook, Volume 24A) 500
Variations: A More Diverse Picture of Contemporary Art 400
Induction Heating and Heat Treatment (ASM Handbook, Volume 4C) 300
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 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7589462
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9167240
关于积分的说明 19621448
捐赠科研通 7169105
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3267121
关于科研通互助平台的介绍 2432050
邀请新用户注册赠送积分活动 2259340