Nanokwiaty NiO do wykrywania glukozy nieenzymatycznymi amperometrycznie

Piyush Choudhary; Chhavi Chetiwal; Vijay K. Singh; Ambesh Dixit

doi:10.3791/68896

Subskrypcja JoVE jest wymagana do oglądania tego materiału. Zaloguj się lub rozpocznij bezpłatny okres próbny.

Artykuł metodologiczny

Nanokwiaty NiO do wykrywania glukozy nieenzymatycznymi amperometrycznie

600 wyświetleń

⸱

DOI:

10.3791/68896

⸱

30 grudnia 2025

Piyush Choudhary¹ , Chhavi Chetiwal¹ , Vijay K. Singh² , Ambesh Dixit¹^,³

¹A-MAD Laboratory, Department of Physics, Indian Institute of Technology, Jodhpur, ²Department of Physics, Indian Institute of Technology, Ropar, ³Rishabh Centre for Research and Innovation in Clean Energy, Indian Institute of Technology, Jodhpur

W tym artykule

Podsumowanie

Głównym celem tego artykułu jest pomoc naukowcom i naukowcom w zrozumieniu procesu wykrywania glukozy za pomocą elektrochemii oraz optymalizacja parametrów w celu maksymalizacji odpowiedzi wykrywania glukozy. Proces wytwarzania czujnika glukozy jest szczegółowo opisany wraz z wytycznymi dotyczącymi uzyskania jego najlepszej reakcji chronoamperometrycznej.

Streszczenie

Nieenzymatyczne czujniki glukozy wykorzystujące nanostrukturalne materiały metalowe są obecnie jednymi z najbardziej badanych tematów. Kilka tlenków metali przejściowych (TMO), takich jak tlenki żelaza (α-Fe₂_O3, γ-Fe ₂_O3, Fe₃_O4 itd.), tlenek niklu (NiO), tlenek miedzi (CuO), trójtlenek chromu (_{CrO 3}) itd., zostało wykorzystanych jako katalizatory naśladujące enzymy do utleniania glukozy. Wraz z wykorzystaniem różnych materiałów TMO, włożono znaczne wysiłki w badanie wpływu różnych morfologii tych materiałów. Literatura pokazuje, że katalizatory w kształcie kwiatów i drutu radzą sobie lepiej dzięki dużej powierzchni.

Badanie to przedstawia nieenzymatyczne właściwości wykrywania glukozy przez elektrody szkliste węglowe z nanokwiatami NiO (NiO NF@GCE). Głównym celem tych badań jest rzucenie światła na procesy związane z wytwarzaniem i charakteryzacją nanokwiatów NiO wykrywających glukozę na GCE. Amperometryczne wykrywanie glukozy wykazuje liniowy wzrost prądu względem fizjologicznie istotnych stężeń glukozy w zakresie od 0 mM do 15 mM. Elektrody oferują doskonałą czułość 281,69 μA ^mM-1·^cm-2 oraz granicę wykrywalności 10 μM. Wyniki pokazują, że liniowy zakres detekcji wzrasta, podczas gdy czułość maleje wraz ze wzrostem masy ładunku nanomateriału po określonym stężeniu obciążenia. Ponadto elektrody wykazywały wysoką selektywność wobec glukozy w obecności innych interferujących substancji, takich jak kwas askorbinowy, fruktoza, sacharoza i NaCl. Wpływ stężenia obciążenia na selektywność elektrod zmodyfikowanych NiO NF wykazuje spadek selektywności wraz ze wzrostem obciążenia nanomateriału po określonej optymalnej masie obciążeniowej.

Wprowadzenie

Technologie medyczne szybko się rozwijały w ciągu ostatnich dwóch dekad. Urządzenia biosensoryczne umożliwiające monitorowanie chorób w czasie rzeczywistym stanowią znaczący postęp, zapoczątkowany przez rozwój czujników glukozy¹. Od wynalezienia elektrod glukozowych^{Clarka 2}, czujniki glukozy znacznie się rozwinęły. Wciąż są najpowszechniejsze w biosensorach i zajmują imponujące 80% udziału^{w całym rynku} biosensorów. Jednak większość komercyjnych czujników glukozy wykorzystuje enzymatyczny sposób wykrywania. Czujniki enzymatyczne mają wysoką zależność od wydajności temperatury, pH roztworu analitycz....