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Design of heterostructured hybrids comprising ultrathin 2D bismuth tungstate nanosheets reinforced by chloramphenicol imprinted polymers used as biomimetic interfaces for mass-sensitive detection.
Colloids and Surfaces B: Biointerfaces ( IF 5.4 ) Pub Date : 2020-01-11 , DOI: 10.1016/j.colsurfb.2020.110775 Ayesha Shaheen 1 , Ayesha Taj 1 , Peter A Liberzeit 2 , Adnan Mujahid 3 , Sadaf Hameed 4 , Haijun Yu 5 , Arshad Mahmood 6 , Thomas J Webster 7 , M Hamid Rashid 8 , Waheed S Khan 8 , Sadia Z Bajwa 8
Colloids and Surfaces B: Biointerfaces ( IF 5.4 ) Pub Date : 2020-01-11 , DOI: 10.1016/j.colsurfb.2020.110775 Ayesha Shaheen 1 , Ayesha Taj 1 , Peter A Liberzeit 2 , Adnan Mujahid 3 , Sadaf Hameed 4 , Haijun Yu 5 , Arshad Mahmood 6 , Thomas J Webster 7 , M Hamid Rashid 8 , Waheed S Khan 8 , Sadia Z Bajwa 8
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Combining nanomaterials in varying morphology and functionalities gives rise to a new class of composite materials leading to innovative applications. In this study, we designed a heterostructured hybrid material consisting of two-dimensional bismuth nanosheets augmented by molecularly imprinted networks. Antibiotic overuse is now one of the main concerns in health management, and their monitoring is highly desirable but challenging. So, for this purpose, the resulting composite interface was used as a transducer for quartz crystal microbalances. The main objective was to develop highly selective mass-sensitive sensor for chloramphenicol. Morphological investigation revealed the presence of ultrathin, square shaped nanosheets, 2-3 nm in height and further supplemented by imprinted polymers. Sensor responses are described as the decrease in the frequency of microbalances owing to chloramphenicol re-binding in the templated cavities, yielding a detection limit down to 0.74 μM. This sensor demonstrated a 100 % specific detection of chloramphenicol over its interfering and structural analogs (clindamycin, thiamphenicol, and florfenicol). This composite interface offers the advantage of selective binding and excellent sensitivity due to special heterostructured morphology, in addition to benefits of robustness and online monitoring. The results suggest that such composite-based sensors can be favorable platforms, especially for commercial prospects, to obtain selective detection of other biomolecules of clinical importance.
中文翻译：
异质结构杂化体的设计，包括由氯霉素印迹聚合物增强的超薄二维钨酸铋铋纳米片，用作质量敏感检测的仿生界面。
将纳米材料以不同的形态和功能组合在一起，产生了导致创新应用的新型复合材料。在这项研究中，我们设计了一种异质结构的杂化材料，该材料由二维铋纳米片组成，并通过分子印迹网络进行了增强。现在，抗生素过度使用已成为健康管理中的主要问题之一，对它们的监控非常合乎需要，但具有挑战性。因此，为此目的，将所得的复合接口用作石英晶体微量天平的传感器。主要目的是为氯霉素开发高度选择性的质量敏感传感器。形态学研究表明，存在超薄的方形纳米片，其高度为2-3 nm，并进一步添加了印迹聚合物。传感器响应被描述为模板腔中氯霉素重新结合导致微量天平频率降低，从而检测限降至0.74μM。该传感器证明了氯霉素相对于其干扰和结构类似物（克林霉素，甲砜霉素和氟苯尼考）具有100％的特异性检测。该复合界面具有特殊的异质结构形态，因此具有选择性结合和出色的灵敏度的优势，此外还具有鲁棒性和在线监控的优势。结果表明，这种基于复合材料的传感器可能是有利的平台，尤其对于商业前景而言，以获得对临床上其他重要生物分子的选择性检测。检出限低至0.74μM。该传感器证明了氯霉素相对于其干扰和结构类似物（克林霉素，甲砜霉素和氟苯尼考）具有100％的特异性检测。该复合界面具有特殊的异质结构形态，具有选择性结合和出色的灵敏度的优势，此外还具有鲁棒性和在线监控的优势。结果表明，这种基于复合材料的传感器可能是有利的平台，尤其对于商业前景而言，以获得对临床上其他重要生物分子的选择性检测。检出限低至0.74μM。该传感器证明了氯霉素相对于其干扰和结构类似物（克林霉素，甲砜霉素和氟苯尼考）具有100％的特异性检测。该复合界面具有特殊的异质结构形态，因此具有选择性结合和出色的灵敏度的优势，此外还具有鲁棒性和在线监控的优势。结果表明，这种基于复合材料的传感器可能是有利的平台，尤其对于商业前景而言，以获得对临床上其他重要生物分子的选择性检测。该复合界面具有特殊的异质结构形态，因此具有选择性结合和出色的灵敏度的优势，此外还具有鲁棒性和在线监控的优势。结果表明，这种基于复合材料的传感器可能是有利的平台，尤其对于商业前景而言，以获得对临床上其他重要生物分子的选择性检测。该复合界面具有特殊的异质结构形态，具有选择性结合和出色的灵敏度的优势，此外还具有鲁棒性和在线监控的优势。结果表明，这种基于复合材料的传感器可能是有利的平台，尤其对于商业前景而言，以获得对临床上其他重要生物分子的选择性检测。
更新日期：2020-01-13
中文翻译：
异质结构杂化体的设计，包括由氯霉素印迹聚合物增强的超薄二维钨酸铋铋纳米片，用作质量敏感检测的仿生界面。
将纳米材料以不同的形态和功能组合在一起，产生了导致创新应用的新型复合材料。在这项研究中，我们设计了一种异质结构的杂化材料，该材料由二维铋纳米片组成，并通过分子印迹网络进行了增强。现在，抗生素过度使用已成为健康管理中的主要问题之一，对它们的监控非常合乎需要，但具有挑战性。因此，为此目的，将所得的复合接口用作石英晶体微量天平的传感器。主要目的是为氯霉素开发高度选择性的质量敏感传感器。形态学研究表明，存在超薄的方形纳米片，其高度为2-3 nm，并进一步添加了印迹聚合物。传感器响应被描述为模板腔中氯霉素重新结合导致微量天平频率降低，从而检测限降至0.74μM。该传感器证明了氯霉素相对于其干扰和结构类似物（克林霉素，甲砜霉素和氟苯尼考）具有100％的特异性检测。该复合界面具有特殊的异质结构形态，因此具有选择性结合和出色的灵敏度的优势，此外还具有鲁棒性和在线监控的优势。结果表明，这种基于复合材料的传感器可能是有利的平台，尤其对于商业前景而言，以获得对临床上其他重要生物分子的选择性检测。检出限低至0.74μM。该传感器证明了氯霉素相对于其干扰和结构类似物（克林霉素，甲砜霉素和氟苯尼考）具有100％的特异性检测。该复合界面具有特殊的异质结构形态，具有选择性结合和出色的灵敏度的优势，此外还具有鲁棒性和在线监控的优势。结果表明，这种基于复合材料的传感器可能是有利的平台，尤其对于商业前景而言，以获得对临床上其他重要生物分子的选择性检测。检出限低至0.74μM。该传感器证明了氯霉素相对于其干扰和结构类似物（克林霉素，甲砜霉素和氟苯尼考）具有100％的特异性检测。该复合界面具有特殊的异质结构形态，因此具有选择性结合和出色的灵敏度的优势，此外还具有鲁棒性和在线监控的优势。结果表明，这种基于复合材料的传感器可能是有利的平台，尤其对于商业前景而言，以获得对临床上其他重要生物分子的选择性检测。该复合界面具有特殊的异质结构形态，因此具有选择性结合和出色的灵敏度的优势，此外还具有鲁棒性和在线监控的优势。结果表明，这种基于复合材料的传感器可能是有利的平台，尤其对于商业前景而言，以获得对临床上其他重要生物分子的选择性检测。该复合界面具有特殊的异质结构形态，具有选择性结合和出色的灵敏度的优势，此外还具有鲁棒性和在线监控的优势。结果表明，这种基于复合材料的传感器可能是有利的平台，尤其对于商业前景而言，以获得对临床上其他重要生物分子的选择性检测。
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