Traditionella fluorescerande färgämnen för att undersöka bakteriers livsduglighet är giftiga och lider av dålig fotostabilitet – men användningen av VFD har möjliggjort framställningen av en ny generation av aggregeringsinducerade emissionsfärgämnen (AIE) luminogener som använder grafenoxid (GO), tack vare forskningssamarbete mellan Flinders Universitys Institute for NanoScale Science and Technology och Center for Health Technologies, University of Technology Sydney.

Att använda VFD för att producera GO/AIE-sonder med egenskapen hög fluorescens är utan motstycke – med den nya GO/AIE nanoproben som har 1400 % ljusare högfluorescerande prestanda än AIE-luminogen enbart.

"Det är avgörande att utveckla mycket känsliga sätt att upptäcka bakterier som utgör ett potentiellt hot mot människor i ett tidigt skede, så att hälsosektorer och regeringar kan informeras omgående, att agera snabbt och effektivt, " säger forskaren vid Flinders University, professor Youhong Tang.

"Vår GO/AIE nanoprob kommer att avsevärt förbättra långsiktig spårning av bakterier för att effektivt kontrollera sjukhusinfektioner, samt att utveckla nya och mer effektiva antibakteriella föreningar."

VFD är en ny typ av kemisk bearbetningsverktyg, som kan framkalla kemisk reaktivitet, möjliggör kontrollerad bearbetning av material som mesoporös kiseldioxid, och effektiv vid proteinveckning under kontinuerligt flöde, vilket är viktigt inom läkemedelsindustrin. Det fortsätter att imponera på forskare för sin anpassningsförmåga i innovationer inom grön kemi.

"Att utveckla en så djup förståelse av bakteriell livsduglighet är viktigt för att revidera infektionskontrollpolicyer och uppfinna effektiva antibakteriella föreningar, " säger huvudförfattaren till forskningen, Dr Javad Tavakoli, en tidigare forskare från professor Youhong Tangs grupp, och arbetar nu vid University of Technology Sydney.

"Det fina med denna forskning var att utveckla ett mycket ljust fluorescensfärgämne baserat på grafenoxid, som har blivit välkänt som ett effektivt fluorescensdämpande material."

Typen av AIE-luminogen utvecklades först 2015 för att möjliggöra långtidsövervakning av bakteriell livsduglighet, dock, att öka dess ljusstyrka för att öka känsligheten och effektiviteten förblev en svår utmaning. Tidigare försök att producera AIE-luminogen med hög ljusstyrka visade sig vara mycket tidskrävande, kräver komplex kemi, och involverar katalysatorer som gör deras massproduktion dyr.

Som jämförelse, Vortex Fluidic Device tillåter snabb och effektiv bearbetning bortom batchproduktion och potentialen för kostnadseffektiv kommersialisering.

Att öka den fluorescerande egenskapen hos GO/AIE beror på koncentrationen av grafenoxid, rotationshastigheten för VFD-röret, och vattenfraktionen i föreningen – så att förbereda GO/AIE under skjuvspänningen som induceras av VFD:s höghastighetsroterande rör resulterade i mycket ljusare prober med avsevärt förbättrade fluorescerande intensiteter.

Pappret, "Vortex fluidic som möjliggör och avsevärt ökar ljusintensiteten hos grafenoxid med aggregationsinducerad emissionsluminogen, " av Javad Tavakoli, Nikita Joseph, Clarence Chuah, Colin Raston och Youhong Tang – har publicerats i tidskriften Materialkemi .