用于区分糖分的华丽彩虹色弹性薄膜

彩虹和糖可能会让人联想到某种小精灵品牌的早餐麦片。ACS Nano期刊的研究人员报道了一种类似万花筒的薄膜，它可以在用手拉伸时显现多种颜色，用于区分不同的甜味剂。如果用一个简易装置均匀拉伸，这种材料可以增强用染料标记的14种糖分的各自荧光强度的独特变化，使它们在饮料和汗液样本中区别开来。

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饮料中的甜味可能来自多种糖，包括蔗糖、果糖和葡萄糖，以及不太常见的麦芽糖等。人类的汗液中也有糖分，可以通过追踪糖分对血糖进行无创监测。仅凭味觉或外观很难判断存在哪些分子，通常需要利用复杂方法和精密仪器才能进行识别。为简化检测过程，Fengyu Li及其同事曾在一个变色芯片传感器中用光子晶体（聚苯乙烯纳米球，邻近的含糖化合物会导致其变色）对12种不同糖分进行区分。但是这些传感器不可穿戴，因此，暨南大学的 Fengyu Li、中国人民解放军总医院的 Chunbao Li 等想把光子晶体集成到一个可被拉伸并易于携带的薄膜中，观察这个彩虹色平台能否检测并区分糖分。

研究人员将几行紧密排列的聚苯乙烯纳米球嵌入聚丙烯酸乙酯薄膜。这种胶质材料一开始显示为红色，当它被均匀拉伸，它的颜色就会在一些列颜色中发生变化，依次呈现出红色、粉红色、橙色、黄绿色、浅绿色，并在40%的拉伸度下最终显示为深绿色。而用手拉伸时，材料就会产生万花筒般的颜色，这是由材料不同部分受力不同导致的。

研究人员在最初的几次试验中证明，拉伸薄膜增强了附着在染料上的14种糖的荧光信号，然后可以对这些信号进行分类。为了观察传感器能否对真实样本起到相同作用，他们将六种市售饮料与染料茜素红S-2-二苯硼酸2-氨基乙酯混合，生成荧光复合物。将含有这种复合物的溶液滴在薄膜上，然后拉伸薄膜，在两种不同波长的光线下测量其荧光强度。由于每个样本的糖分-染料复合物都会产生独特信号，因此可以将其彼此区分。这种传感器还成功区分了采自六个人的不同汗液样本。研究人员根据这些结果指出，这种可拉伸的多色材料可用于环境、临床或健康领域的糖分监测，或在修改后用于检测其他物质。

作者感谢中国国家自然科学基金委员会的资助。

文章原题：

A Rainbow Structural Color by Stretchable Photonic Crystal for Saccharide Identification

转自：“学术猫”微信公众号

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