Stimuli-responsive hydrogels with decent optical properties are a promising class of polymeric materials for a range of technological applications such as photonic, biomedical and analytical devices due to the high degree of freedom of shapes, portability, and processibility. In this study, we developed a hydrogel-based fluorescent thermometer using organic dyes labeled temperature-responsive copolymer system. Poly(N-isopropylacrylamide) (PNIPAM) was chosen as a thermally-responsive spacer between blue and green emitting dyes in order to make conformational change by temperature, while randomly polymerized acrylates were used to regulate water swelling ratio of the hydrogel. The spatial proximity of F$ddot{o}$rster resonance energy transfer (FRET) between donors and acceptors incorporated in the hydrogel can be tuned via thermo-induced collapsing and swelling of the platform at the lower critical solution temperature of PNIPAM, leading to the facile modulation of FRET efficiencies. In addition, our hydrogel system showed excellent reversibility, indicating an ideal platform for biological and environmental applications.
하이드로겔은 높은 형태 자유도, 휴대의 편리성, 가공의 용이성 등으로 인하여 화학 산업과 생명공학 산업에서 많은 관심을 받고 있다. 본 연구에서는 유기 염료를 붙인 온도 반응성 공중 합체 시스템을 사용하여 하이드로 겔 형태의 발광 온도 센서를 개발하였다. 폴리 N-이소 프로필 아크릴 아미드 (PNIPAM)는 온도에 따른 고분자의 3차원적 형태 변화를 통해 청색과 녹색 발광 염료 사이의 거리를 조절하는 역할로 선택되었고 무작위로 중합 된 아크릴 레이트가 하이드로 겔의 수분 함유 비율을 조절하기 위해 사용되었다. N-이소 프로필 아크릴 아미드의 하부 임계 용액 온도 거동을 이용하여 온도에 따른 부피 변화를 야기하여 하이드로 겔 내에 도너 (Donor)와 억셉터 (Acceptor)의 공간적 근접성을 조절하였다. 이러한 방법으로 포스터 공명 에너지 전달 (FRET)의 효율을 조절하고 이를 통하여 색깔 변화를 시도하였다. 개발된 하이드로 겔 시스템은 다른 분야에도 널리 활용될 수 있는 이상적인 플랫폼이라고 생각되며 우수한 가역성을 보였다. 본 연구의 상세한 현상은 광 발광 측정 및 현미경 측정 등을 이용하여 조사하였다.