I tradizionali coloranti fluorescenti per esaminare la vitalità dei batteri sono tossici e soffrono di scarsa fotostabilità, ma l'uso del VFD ha consentito la preparazione di una nuova generazione di coloranti ad emissione indotta da aggregazione (AIE) utilizzando ossido di grafene (GO), grazie alla ricerca collaborativa tra l'Institute for NanoScale Science and Technology della Flinders University e il Center for Health Technologies, Università della Tecnologia di Sydney.

L'utilizzo del VFD per produrre sonde GO/AIE con la proprietà di un'elevata fluorescenza è senza precedenti, con la nuova nanosonda GO/AIE che ha prestazioni fluorescenti elevate del 1400% più luminose rispetto al solo luminogeno AIE.

"È fondamentale sviluppare metodi altamente sensibili per rilevare i batteri che rappresentano una potenziale minaccia per l'uomo nella fase iniziale, in modo che i settori sanitari e i governi possano essere informati prontamente, agire in modo rapido ed efficiente, ", afferma il ricercatore della Flinders University, il professor Youhong Tang.

"La nostra nanosonda GO/AIE migliorerà in modo significativo il monitoraggio a lungo termine dei batteri per controllare efficacemente le infezioni ospedaliere, oltre a sviluppare nuovi e più efficienti composti antibatterici".

Il VFD è un nuovo tipo di strumento di elaborazione chimica, in grado di stimolare la reattività chimica, consentendo la lavorazione controllata di materiali come la silice mesoporosa, ed efficace nel ripiegamento delle proteine ​​sotto flusso continuo, che è importante nell'industria farmaceutica. Continua a stupire i ricercatori per la sua adattabilità alle innovazioni della chimica verde.

"Sviluppare una comprensione così profonda della vitalità batterica è importante per rivedere le politiche di controllo delle infezioni e inventare composti antibatterici efficaci, " dice l'autore principale della ricerca, Dott. Javad Tavakoli, un precedente ricercatore del gruppo del professor Youhong Tang, e ora lavora alla University of Technology di Sydney.

"La bellezza di questa ricerca è stata lo sviluppo di un colorante fluorescente altamente brillante a base di ossido di grafene, che è stato ben riconosciuto come un efficace materiale per l'estinzione della fluorescenza."

Il tipo di luminogeno AIE è stato sviluppato per la prima volta nel 2015 per consentire il monitoraggio a lungo termine della vitalità batterica, però, aumentare la sua luminosità per aumentare la sensibilità e l'efficienza è rimasta una sfida difficile. I precedenti tentativi di produrre luminogeno AIE con elevata luminosità si sono rivelati molto dispendiosi in termini di tempo, richiede una chimica complessa, e coinvolge catalizzatori che rendono costosa la loro produzione di massa.

A confronto, il dispositivo Vortex Fluidic consente un'elaborazione rapida ed efficiente oltre la produzione in lotti e il potenziale per una commercializzazione economicamente vantaggiosa.

L'aumento della proprietà fluorescente di GO/AIE dipende dalla concentrazione di ossido di grafene, la velocità di rotazione del tubo VFD, e la frazione di acqua nel composto, quindi la preparazione di GO/AIE sotto lo stress di taglio indotto dal tubo rotante ad alta velocità del VFD ha portato a sonde molto più luminose con intensità fluorescenti significativamente migliorate.

La carta, "Vortice fluidico che consente e aumenta significativamente l'intensità della luce dell'ossido di grafene con l'emissione di luminogeno indotta dall'aggregazione, " di Javad Tavakoli, Nikita Giuseppe, Clarence Chuah, Colin Raston e Youhong Tang—è stato pubblicato sulla rivista Chimica dei materiali .