多層グラフェン酸化物を内包したナノ粒子成分を用いたバイオインスパイアされた構造的カラー粒子

Bioinspired structural color particles with multi-layer graphene oxide encapsulated nanoparticle components.

• Yuxiao Liu
• Yuetong Wang
• Yu Wang
• Yilai Shu
• Hui Tan
• Yuanjin Zhao

抄録

球対称性、角度非依存性、良好な単分散性、制御可能な成分と形態のユニークな特徴のために、構造的カラー粒子（SCP）は、センシング、モニタリング、生物学的アッセイなどの様々な分野で大きな意義を発見しています。ここでは、メラノソーム由来の鮮やかな構造色とムール貝の自己接着性に触発されて、ポリドーパミン（PDA）を付着させた多層グラフェン酸化物（GO）を内包したシリカナノ粒子（SN）から組み立てられた一種のバイオインスパイアされたSCPを紹介します。従来のSCPと比較して、設計された粒子はより明るく鮮やかな構造色を有しており、GOに内在する豊富な官能基により、官能化プロセス中に複雑な修飾を必要としないことが実証されました。このようにして得られたSCPは、直接ハイブリダイゼーション連鎖反応や多重核酸アッセイが可能であることが確認されています。これらの特性は、私たちが設計したSCPの将来性を示しています。

Because of the unique features of spherical symmetry, angle-independency, good monodispersity, controllable components and morphologies, structural color particles (SCPs) have found great significances in various fields such as sensing, monitoring, biological assays, etc. Here, inspired by the melanosome-derived bright structural colors and the self-adhesivity of mussels, we present a kind of bioinspired SCPs assembled from polydopamine (PDA)-adhered multi-layer graphene oxide (GO) encapsulated silica nanoparticles (SNs). It is demonstrated that compared with traditional SCPs, the designed particles possess brighter and more vibrant structural colors, and no complicated modification is required during the functionalization process due to the abundant inherent functional groups of GO. The resultant SCPs are verified to be capable for direct hybridization chain reaction and multiplexed nucleic acid assays. These properties indicate the promising prospects of our designed SCPs.

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