Le tecnologie mediche hanno visto un rapido progresso negli ultimi due decenni. I dispositivi di biorilevamento che consentono il monitoraggio in tempo reale delle malattie rappresentano un grande progresso, introdotto dallo sviluppo dei sensori diglucosio 1. Dall'invenzione degli elettrodidi glucosio 2 di Clark, i sensori di glucosio sono avanzati notevolmente. Sono ancora i più comuni nel biosensing e detengono una generosa quota dell'80% dell'intero mercatodei biosensori. Tuttavia, la maggior parte dei sensori commerciali di glucosio utilizza una modalità enzimatica di rilevamento. I sensori enzimatici dipendono da alto rendimento dalla temperatura, dal pH della soluzione analitica, dal tempo di conservazione e dallatemperatura 4. A causa di questi svantaggi, i sensori di glucosio non enzimatici sono la nuova tendenza nel rilevamento del glucosio.
L'attuale generazione di sensori diglucosio 5 utilizza nanoparticelle di metallo e ossido metallico per il rilevamento del glucosio. Questi ossidi metallici sono altamente stabili in condizioni ambientali e quindi rappresentano una scelta ideale rispetto agli enzimi. Perché un materiale venga utilizzato come trasduttore per il glucosio, deve possedere quattro caratteristiche importanti. La prima caratteristica è l'elevata attivitàelettrocatalitica 6, rendendo i TMO la scelta ideale per questo scopo. La disponibilità di molteplici stati di ossidazione stabili che possono essere utilizzati per ossidare il glucosio durante il processo di transizione elettrochimica li rende candidati adatti. Il secondo è una grande superficie per fornire il massimo dei siti per l'ossidazione del glucosio. La nano-strutturazione di questi ossidi metallici e la manipolazione delle morfologie conferiscono loro un vantaggio rispetto ai loro corrispettivi in massa. Il terzo è l'elevata conducibilità elettrica per variazioni efficienti nel trasferimento elettronico dovute all'ossidazione del glucosio. Infine, il quarto è la buona capacità redox per una reversibilità efficace e antifouling dell'elettrodo. Una transizione completamente reversibile nel caso degli ossidi metallici è difficile da trovare. Tuttavia, i processi quasi-reversibili possono essere una buona alternativa. I NiO NF sono una delle migliori opzioni per il rilevamento del glucosio non enzimatico poiché si qualificano in modo eccellente in tutti e quattro i criteri. NiO supera gli altri TMO in termini di sensibilità, con solo CuO che mostra prestazioni comparabili. Altri TMO, pur possedendo stati ossidati multipli, non hanno dimostrato tali prestazioni. La più alta sensibilità al glucosio riportata nellaletteratura 7 si trova su un elettrodo a base di Ni con Co3O 4 dopato. Oltre a tutti i vantaggi sopra menzionati, le nanoparticelle di NiO sono facili da sintetizzare, convenienti, scalabili e offrono alta stabilità nel mezzoalcalino 8. Considerando la sua stabilità alcalina, il NaOH è l'elettrolita preferito per esperimenti di rilevamento del glucosio non enzimatico basati su NiO.
L'articolo, quindi, mira a utilizzare NiO NF come materiale per rilevare il glucosio. L'elettrodo base scelto è un elettrodo al carbonio vetroso (GCE), uno degli elettrodi più standard. Tuttavia, è applicabile anche ad altri substrati, come elettrodi in schiuma metallica (Ni e Cu), vetro rivestito con ossido di indio-stagno (ITO), vetro rivestito con ossido di fluoro-stagno (FTO), elettrodi metallici (Au, Ag, Cu, ecc.) ed elettrodi serigrafati. Il GCE può essere sostituito da altri elettrodi menzionati, e i processi possono essere tradotti equivalentemente su di essi. Ancora più importante, questo può essere tradotto anche ad altri analiti come l'acido ascorbico, l'acido urico, ecc. Viene fornita una guida passo dopo passo per esperimenti relativi alla rilevazione cronoamperometrica del glucosio, con particolare attenzione all'ottimizzazione dei parametri che massimizzano le metriche di performance sensoriali del sensore.