A host-guest approach to ratiometric pH sensing using upconversion nanoparticles

Autor(es)

Rosenbusch, Ivo ; Arai, Marylyn Setsuko ; Rizzo, Fabio ; de Camargo, Andrea S. S. ; Ravoo, Bart Jan

• Tipo de documento: Artigo Científico
• Fonte: NANOSCALE ADVANCES; v. 7, n. 13, p. 10-pg., 2025-05-27.

Resumo

Herein, we present a pH-sensitive nanoplatform based on Tm3+/Yb3+ co-doped upconversion nanoparticles (UCNPs) functionalized with beta-cyclodextrin (beta-CD) and a pH-responsive nitrobenzoxadiazole dye modified with adamantane (NBD-Ad). The host-guest interaction between beta-CD on the UCNP surface and Ad on NBD-Ad enables a stable, water-dispersible ratiometric pH sensor. Upon 980 nm excitation, the UCNPs emit in the UV and blue regions, which overlap with the pH-dependent absorption of NBD-Ad. This overlap induces selective quenching of UV and blue emissions via inner filter effect (IFE). The red emission (650 nm) remains stable and is used as an internal reference for ratiometric sensing. The sensor shows a ratiometric response (blue/red) over a pH range of 8.0-11.0 with high reproducibility. The nanoplatform demonstrates excellent reusability and selectivity even in the presence of interferents. (AU)

• Processo FAPESP: 22/07233-0 - Sensores químicos e biológicos baseados em nanopartículas por conversão ascendente de energia: da funcionalização de superfícies aos dispositivos
• Beneficiário: Emanuel Carrilho
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Processo FAPESP: 13/07793-6 - CEPIV - Centro de Ensino, Pesquisa e Inovação em Vidros
• Beneficiário: Edgar Dutra Zanotto
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Centros de Pesquisa, Inovação e Difusão - CEPIDs
• Processo FAPESP: 24/05979-0 - Nanopartículas luminescentes biomiméticas baseadas em revestimento de membrana celular para teranóstica de glioblastoma.
• Beneficiário: Marylyn Setsuko Arai
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Processo FAPESP: 19/12588-9 - Biossensores ópticos para detecção rápida de bactérias patogênicas
• Beneficiário: Marylyn Setsuko Arai
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado