A novel method is disclosed wherein polymerized crystalline colloidal array
(PCCA) chemical sensing materials are used to detect the presence of
certain chemical species in high ionic strength solutions, such as bodily
fluids. The PCCA sensors consist of a mesoscopically periodic array of
colloidal particles polymerized into a hydrogel. The array of colloidal
particles diffracts light in the visible spectral region due to the
periodic spacing of the particles. The PCCA materials also contain
molecular recognition components that bind to the chemical species being
detected. The binding or the chelation of the chemical species of interest
results in a Donnan potential that swells the hydrogel and in turn red
shifts the diffracted light proportionately to the concentration of the
chemical species. However, no significant red shift response may occur for
PCCA chemical sensors in high ionic strength solutions containing chemical
species of interest. Thus, the method of the present invention provides
for incubating the PCCA chemical sensor in the sample solution,
subsequently exposing the PCCA to a low ionic strength solution, such as
pure water, and measuring the transient diffraction shift response of the
PCCA upon the exposure to the low ionic strength solution. The
non-chelated or non-bound ions (such as salt ions in high ionic strength
solutions) diffuse out of the PCCA hydrogel more quickly than the chemical
species ions bound to the molecular recognition component. Thus, the
resulting transient PCCA diffraction red shift is proportional to the
concentration of the chemical species in the sample solution. The present
invention also discloses using the PCCA chemical sensors in an optrode for
detecting certain chemical species in high ionic strength solutions, such
as bodily fluids.
Un método de la novela se divulga en donde el producto químico coloidal cristalino polimerizado del arsenal (PCCA) que detecta los materiales se utiliza para detectar la presencia de cierta especie química en altas soluciones de la fuerza iónica, tales como líquidos corporales. Los sensores de PCCA consisten en un arsenal mesoscopically periódico de partículas coloidales polimerizadas en un hydrogel. El arsenal de partículas coloidales difracta la luz en la región espectral visible debido al espaciamiento periódico de las partículas. Los materiales de PCCA también contienen los componentes moleculares del reconocimiento que atan a la especie química que es detectada. El atascamiento o el chelation de la especie química del interés da lugar a un potencial de Donnan que hinche el hydrogel y alternadamente el rojo cambia de puesto la luz difractada proporcionalmente a la concentración de la especie química. Sin embargo, ninguna respuesta roja significativa de la cambio puede ocurrir para los sensores químicos de PCCA en las altas soluciones de la fuerza iónica que contienen especies químicas del interés. Así, el método de la actual invención preve incubar el sensor químico de PCCA en la solución de la muestra, posteriormente exponiendo el PCCA a una solución baja de la fuerza iónica, tal como agua pura, y medir la respuesta transitoria de la cambio de la difracción del PCCA sobre la exposición a la solución baja de la fuerza iónica. No-non-chelated o no-limita los iones (tales como iones de la sal en altas soluciones de la fuerza iónica) difusos fuera del hydrogel de PCCA más rápidamente que los iones químicos de la especie limitados al componente molecular del reconocimiento. Así, la cambio roja de la difracción transitoria de PCCA que resulta es proporcional a la concentración de la especie química en la solución de la muestra. La actual invención también divulga con los sensores químicos de PCCA en un optrode para detectar cierta especie química en altas soluciones de la fuerza iónica, tales como líquidos corporales.
