Hvala, ker ste obiskali Nature.com.Uporabljate različico brskalnika z omejeno podporo za CSS.Za najboljšo izkušnjo priporočamo, da uporabite posodobljen brskalnik (ali onemogočite način združljivosti v Internet Explorerju).Poleg tega, da zagotovimo stalno podporo, spletno mesto prikažemo brez slogov in JavaScripta.
Raziskali smo vpliv specifične površine na elektrokemijske lastnosti NiCo2O4 (NCO) za detekcijo glukoze.Nanomateriali NCO z nadzorovano specifično površino so bili proizvedeni s hidrotermalno sintezo z dodatki, izdelane pa so bile tudi samosestavljive nanostrukture z morfologijo ježa, borovih iglic, tremele in cvetov.Novost te metode je v sistematičnem nadzoru poti kemijske reakcije z dodajanjem različnih aditivov med sintezo, kar vodi do spontanega nastanka različnih morfologij brez razlik v kristalni strukturi in kemijskem stanju sestavnih elementov.Ta morfološki nadzor nanomaterialov NCO vodi do pomembnih sprememb v elektrokemični učinkovitosti zaznavanja glukoze.V povezavi s karakterizacijo materiala so razpravljali o razmerju med specifično površino in elektrokemično zmogljivostjo za odkrivanje glukoze.To delo lahko zagotovi znanstveni vpogled v prilagajanje površine nanostruktur, ki določa njihovo funkcionalnost za morebitne aplikacije v biosenzorjih glukoze.
Raven glukoze v krvi zagotavlja pomembne informacije o presnovnem in fiziološkem stanju telesa1,2.Na primer, nenormalne ravni glukoze v telesu so lahko pomemben pokazatelj resnih zdravstvenih težav, vključno s sladkorno boleznijo, srčno-žilnimi boleznimi in debelostjo3,4,5.Zato je redno spremljanje ravni sladkorja v krvi zelo pomembno za ohranjanje dobrega zdravja.Čeprav so poročali o različnih vrstah glukoznih senzorjev, ki uporabljajo fizikalno-kemijsko detekcijo, nizka občutljivost in počasni odzivni časi ostajajo ovira za neprekinjene sisteme spremljanja glukoze6,7,8.Poleg tega imajo trenutno priljubljeni elektrokemični glukozni senzorji, ki temeljijo na encimskih reakcijah, še vedno nekatere omejitve kljub svojim prednostim hitrega odziva, visoke občutljivosti in relativno enostavnih postopkov izdelave 9,10.Zato so bile obsežno preučene različne vrste neencimskih elektrokemičnih senzorjev, da bi preprečili denaturacijo encimov, hkrati pa ohranili prednosti elektrokemičnih biosenzorjev9,11,12,13.
Spojine prehodnih kovin (TMC) imajo dovolj visoko katalitično aktivnost glede na glukozo, kar razširja obseg njihove uporabe v elektrokemičnih senzorjih glukoze 13,14,15.Doslej so bili predlagani različni racionalni načrti in preproste metode za sintezo TMS za nadaljnje izboljšanje občutljivosti, selektivnosti in elektrokemijske stabilnosti zaznavanja glukoze 16, 17, 18.Na primer, nedvoumni oksidi prehodnih kovin, kot so bakrov oksid (CuO)11,19, cinkov oksid (ZnO)20, nikljev oksid (NiO)21,22, kobaltov oksid (Co3O4)23,24 in cerijev oksid (CeO2) 25 elektrokemično aktiven glede na glukozo.Nedavni napredek pri binarnih kovinskih oksidih, kot je nikelj kobaltat (NiCo2O4) za odkrivanje glukoze, je pokazal dodatne sinergijske učinke v smislu povečane električne aktivnosti 26, 27, 28, 29, 30.Zlasti natančen nadzor sestave in morfologije za oblikovanje TMS z različnimi nanostrukturami lahko učinkovito poveča občutljivost zaznavanja zaradi njihove velike površine, zato je zelo priporočljivo razviti morfološko nadzorovan TMS za izboljšano zaznavanje glukoze 20, 25, 30, 31, 32, 33.34, 35.
Tukaj poročamo o nanomaterialih NiCo2O4 (NCO) z različnimi morfologijami za odkrivanje glukoze.Nanomateriali NCO so pridobljeni s preprosto hidrotermalno metodo z uporabo različnih dodatkov, kemični dodatki so eden ključnih dejavnikov pri samosestavitvi nanostruktur različnih morfologij.Sistematično smo raziskali učinek NCO z različnimi morfologijami na njihovo elektrokemično delovanje za odkrivanje glukoze, vključno z občutljivostjo, selektivnostjo, nizko mejo zaznavanja in dolgoročno stabilnostjo.
Sintetizirali smo nanomateriale NCO (skrajšano UNCO, PNCO, TNCO oziroma FNCO) z mikrostrukturo, podobno morskim ježkom, borovim iglicam, tremeli in cvetlicam.Slika 1 prikazuje različne morfologije UNCO, PNCO, TNCO in FNCO.Slike SEM in slike EDS so pokazale, da so Ni, Co in O enakomerno porazdeljeni v nanomaterialih NCO, kot je prikazano na slikah 1 in 2. S1 oziroma S2.Na sl.2a, b prikazujeta reprezentativne slike TEM nanomaterialov NCO z izrazito morfologijo.UNCO je samosestavljajoča mikrosfera (premer: ~5 µm), sestavljena iz nanožic z nanodelci NCO (povprečna velikost delcev: 20 nm).Pričakuje se, da bo ta edinstvena mikrostruktura zagotovila veliko površino za lažjo difuzijo elektrolitov in transport elektronov.Dodatek NH4F in sečnine med sintezo je povzročil debelejšo iglasto mikrostrukturo (PNCO), dolgo 3 µm in široko 60 nm, sestavljeno iz večjih nanodelcev.Dodatek HMT namesto NH4F ima za posledico tremello podobno morfologijo (TNCO) z nagubanimi nanoplasti.Uvedba NH4F in HMT med sintezo vodi do združevanja sosednjih nagubanih nanoplastov, kar ima za posledico cvetlično morfologijo (FNCO).Slika HREM (sl. 2c) prikazuje izrazite pasove rešetke z medravninskimi razmiki 0,473, 0,278, 0,50 in 0,237 nm, ki ustrezajo ravninam (111), (220), (311) in (222) NiCo2O4, s 27 .Elektronski difrakcijski vzorec z izbrano površino (SAED) nanomaterialov NCO (vstavek na sliki 2b) je prav tako potrdil polikristalno naravo NiCo2O4.Rezultati visokokotnega obročastega temnega slikanja (HAADF) in kartiranja EDS kažejo, da so vsi elementi enakomerno porazdeljeni v nanomaterialu NCO, kot je prikazano na sliki 2d.
Shematski prikaz procesa nastajanja nanostruktur NiCo2O4 z nadzorovano morfologijo.Prikazane so tudi sheme in SEM slike različnih nanostruktur.
Morfološka in strukturna karakterizacija nanomaterialov NCO: (a) slika TEM, (b) slika TEM skupaj z vzorcem SAED, (c) slika HRTEM z ločeno rešetko in ustrezne slike HADDF Ni, Co in O v (d) nanomaterialih NCO..
Rentgenski difrakcijski vzorci nanomaterialov NCO različnih morfologij so prikazani na sl.3a.Uklonski vrhovi pri 18,9, 31,1, 36,6, 44,6, 59,1 in 64,9° označujejo ravnine (111), (220), (311), (400), (511) oziroma (440) NiCo2O4, ki imajo kubično spinelna struktura (JCPDS št. 20-0781) 36. FT-IR spektri nanomaterialov NCO so prikazani na sl.3b.Dva močna vibracijska pasova v območju med 555 in 669 cm–1 ustrezata kovinskemu (Ni in Co) kisiku, črpanemu iz tetraedrskega oziroma oktaedričnega položaja spinela NiCo2O437.Za boljše razumevanje strukturnih lastnosti nanomaterialov NCO so bili pridobljeni Ramanovi spektri, kot je prikazano na sliki 3c.Štirje vrhovi, opaženi pri 180, 459, 503 in 642 cm-1, ustrezajo Ramanovim načinom F2g, E2g, F2g in A1g spinela NiCo2O4.Meritve XPS so bile izvedene za določitev površinskega kemijskega stanja elementov v nanomaterialih NCO.Na sl.3d prikazuje XPS spekter UNCO.Spekter Ni 2p ima dva glavna vrhova, ki se nahajata pri veznih energijah 854,8 in 872,3 eV, kar ustreza Ni 2p3/2 in Ni 2p1/2, in dva vibracijska satelita pri 860,6 oziroma 879,1 eV.To kaže na obstoj Ni2+ in Ni3+ oksidacijskih stanj v NCO.Vrhovi okoli 855,9 in 873,4 eV so za Ni3+, vrhovi okoli 854,2 in 871,6 eV pa za Ni2+.Podobno spekter Co2p dveh spin-orbitalnih dubletov razkriva značilne vrhove za Co2+ in Co3+ pri 780,4 (Co 2p3/2) in 795,7 eV (Co 2p1/2).Vrhovi pri 796,0 in 780,3 eV ustrezajo Co2+, vrhovi pri 794,4 in 779,3 eV pa ustrezajo Co3+.Opozoriti je treba, da polivalentno stanje kovinskih ionov (Ni2+/Ni3+ in Co2+/Co3+) v NiCo2O4 spodbuja povečanje elektrokemične aktivnosti37,38.Spektri Ni2p in Co2p za UNCO, PNCO, TNCO in FNCO so pokazali podobne rezultate, kot je prikazano na sl.S3.Poleg tega so spektri O1s vseh nanomaterialov NCO (slika S4) pokazali dva vrhova pri 592,4 in 531,2 eV, ki sta bila povezana s tipičnimi vezmi kovina-kisik oziroma kisik v hidroksilnih skupinah površine NCO39.Čeprav so strukture nanomaterialov NCO podobne, morfološke razlike v aditivih kažejo, da lahko vsak aditiv drugače sodeluje v kemičnih reakcijah pri nastanku NCO.To nadzoruje energetsko ugodno nukleacijo in korake rasti zrn, s čimer nadzoruje velikost delcev in stopnjo aglomeracije.Tako je mogoče nadzor različnih procesnih parametrov, vključno z dodatki, reakcijskim časom in temperaturo med sintezo, uporabiti za načrtovanje mikrostrukture in izboljšanje elektrokemične učinkovitosti nanomaterialov NCO za detekcijo glukoze.
(a) Vzorci rentgenske difrakcije, (b) FTIR in (c) Ramanski spektri nanomaterialov NCO, (d) XPS spektri Ni 2p in Co 2p iz UNCO.
Morfologija prilagojenih nanomaterialov NCO je tesno povezana s tvorbo začetnih faz, pridobljenih iz različnih dodatkov, prikazanih na sliki S5.Poleg tega so rentgenski in ramanski spektri sveže pripravljenih vzorcev (sliki S6 in S7a) pokazali, da je vpletenost različnih kemičnih dodatkov povzročila kristalografske razlike: karbonatne hidrokside Ni in Co so opazili predvsem v strukturi morskih ježkov in borovih iglic, medtem ko kot strukture v obliki tremele in cveta kažejo na prisotnost nikljevih in kobaltovih hidroksidov.Spektra FT-IR in XPS pripravljenih vzorcev sta prikazana na slikah 1 in 2. S7b-S9 prav tako jasno dokazujeta prej omenjene kristalografske razlike.Iz materialnih lastnosti pripravljenih vzorcev postane jasno, da so aditivi vključeni v hidrotermalne reakcije in zagotavljajo različne reakcijske poti za pridobitev začetnih faz z različnimi morfologijami 40, 41, 42.Samosestavljanje različnih morfologij, sestavljenih iz enodimenzionalnih (1D) nanožic in dvodimenzionalnih (2D) nanolistov, je razloženo z različnim kemijskim stanjem začetnih faz (ioni Ni in Co ter funkcionalne skupine), čemur sledi rast kristalov 42, 43, 44, 45, 46, 47. Med posttermično obdelavo se različne začetne faze pretvorijo v NCO spinel, pri čemer se ohrani njihova edinstvena morfologija, kot je prikazano na slikah 1 in 2. 2 in 3a.
Morfološke razlike v nanomaterialih NCO lahko vplivajo na elektrokemično aktivno površino za odkrivanje glukoze in tako določajo splošne elektrokemične značilnosti senzorja glukoze.Za oceno velikosti por in specifične površine nanomaterialov NCO je bila uporabljena izoterma adsorpcije-desorpcije N2 BET.Na sl.4 prikazuje BET izoterme različnih NCO nanomaterialov.Specifična površina BET za UNCO, PNCO, TNCO in FNCO je bila ocenjena na 45.303, 43.304, 38.861 in 27.260 m2/g.UNCO ima največjo BET površino (45,303 m2 g-1) in največji volumen por (0,2849 cm3 g-1), porazdelitev velikosti por pa je ozka.Rezultati BET za nanomateriale NCO so prikazani v tabeli 1. Krivulje adsorpcije-desorpcije N2 so bile zelo podobne zankam izotermične histereze tipa IV, kar kaže, da so imeli vsi vzorci mezoporozno strukturo48.Pričakuje se, da bodo mezoporozni UNCO z največjo površino in največjim volumnom por zagotovili številna aktivna mesta za redoks reakcije, kar bo vodilo k izboljšani elektrokemični učinkovitosti.
Rezultati BET za (a) UNCO, (b) PNCO, (c) TNCO in (d) FNCO.Vložek prikazuje ustrezno porazdelitev velikosti por.
Elektrokemične redoks reakcije nanomaterialov NCO z različnimi morfologijami za detekcijo glukoze so bile ovrednotene z meritvami CV.Na sl.Slika 5 prikazuje krivulje CV nanomaterialov NCO v alkalnem elektrolitu 0,1 M NaOH z in brez 5 mM glukoze pri hitrosti skeniranja 50 mVs-1.V odsotnosti glukoze so opazili redoks vrhove pri 0,50 in 0,35 V, kar ustreza oksidaciji, povezani z M–O (M: Ni2+, Co2+) in M*-O-OH (M*: Ni3+, Co3+).z uporabo aniona OH.Po dodatku 5 mM glukoze se je redoks reakcija na površini nanomaterialov NCO znatno povečala, kar je lahko posledica oksidacije glukoze v glukonolakton.Slika S10 prikazuje najvišje redoks tokove pri hitrostih skeniranja 5–100 mV s-1 v 0,1 M raztopini NaOH.Jasno je, da se najvišji redoks tok poveča z naraščajočo hitrostjo skeniranja, kar kaže, da imajo nanomateriali NCO podobno difuzijsko nadzorovano elektrokemično obnašanje 50, 51.Kot je prikazano na sliki S11, je elektrokemijska površina (ECSA) UNCO, PNCO, TNCO in FNCO ocenjena na 2,15, 1,47, 1,2 oziroma 1,03 cm2.To nakazuje, da je UNCO uporaben za elektrokatalitski proces, ki olajša odkrivanje glukoze.
CV krivulje (a) UNCO, (b) PNCO, (c) TNCO in (d) FNCO elektrod brez glukoze in dopolnjene s 5 mM glukoze pri hitrosti skeniranja 50 mVs-1.
Raziskana je bila elektrokemična učinkovitost nanomaterialov NCO za odkrivanje glukoze in rezultati so prikazani na sliki 6. Občutljivost za glukozo je bila določena z metodo CA s postopnim dodajanjem različnih koncentracij glukoze (0,01–6 mM) v 0,1 M raztopini NaOH pri 0,5 V z intervalom 60 s.Kot je prikazano na sl.6a–d kažejo nanomateriali NCO različne občutljivosti v razponu od 84,72 do 116,33 µA mM-1 cm-2 z visokimi korelacijskimi koeficienti (R2) od 0,99 do 0,993.Umeritvena krivulja med koncentracijo glukoze in trenutno reakcijo nanomaterialov NCO je prikazana na sl.S12.Izračunane meje zaznavnosti (LOD) nanomaterialov NCO so bile v območju 0,0623–0,0783 µM.Glede na rezultate CA testa je UNCO pokazal najvišjo občutljivost (116,33 μA mM-1 cm-2) v širokem območju detekcije.To je mogoče pojasniti z njegovo edinstveno morfologijo, podobno morskemu ježku, sestavljeno iz mezoporozne strukture z veliko specifično površino, ki zagotavlja več aktivnih mest za glukozne vrste.Elektrokemična učinkovitost nanomaterialov NCO, predstavljenih v tabeli S1, potrjuje odlično učinkovitost elektrokemične detekcije glukoze nanomaterialov NCO, pripravljenih v tej študiji.
Odzivi CA elektrod UNCO (a), PNCO (b), TNCO (c) in FNCO (d) z dodano glukozo 0,1 M raztopini NaOH pri 0,50 V. Vstavki prikazujejo umeritvene krivulje tokovnih odzivov nanomaterialov NCO: (e ) KA odzivi UNCO, (f) PNCO, (g) TNCO in (h) FNCO s postopnim dodajanjem 1 mM glukoze in 0,1 mM motečih snovi (LA, DA, AA in UA).
Protiinterferenčna sposobnost zaznavanja glukoze je še en pomemben dejavnik pri selektivnem in občutljivem zaznavanju glukoze z motečimi spojinami.Na sl.6e–h prikazujejo sposobnost proti motnjam nanomaterialov NCO v 0,1 M raztopini NaOH.Pogoste moteče molekule, kot so LA, DA, AA in UA, so izbrane in dodane elektrolitu.Trenutni odziv nanomaterialov NCO na glukozo je očiten.Vendar se trenutni odziv na UA, DA, AA in LA ni spremenil, kar pomeni, da so nanomateriali NCO pokazali odlično selektivnost za odkrivanje glukoze ne glede na njihove morfološke razlike.Na sliki S13 je prikazana stabilnost nanomaterialov NCO, ki smo jih pregledali z odzivom CA v 0,1 M NaOH, kjer smo elektrolitu dolgo (80.000 s) dodajali 1 mM glukoze.Trenutni odzivi UNCO, PNCO, TNCO in FNCO so bili 98,6 %, 97,5 %, 98,4 % oziroma 96,8 % začetnega toka z dodatkom dodatnega 1 mM glukoze po 80.000 s.Vsi nanomateriali NCO kažejo stabilne redoks reakcije z vrstami glukoze v daljšem časovnem obdobju.Zlasti tokovni signal UNCO ni samo ohranil 97,1 % svojega začetnega toka, ampak je ohranil tudi svojo morfologijo in lastnosti kemične vezi po 7-dnevnem okoljskem testu dolgoročne stabilnosti (sliki S14 in S15a).Poleg tega sta bili testirani obnovljivost in obnovljivost UNCO, kot je prikazano na sliki S15b, c.Izračunana relativna standardna deviacija (RSD) ponovljivosti in ponovljivosti je bila 2,42 % oziroma 2,14 %, kar kaže na potencialno uporabo kot senzor glukoze v industrijski kakovosti.To kaže na odlično strukturno in kemično stabilnost UNCO v oksidacijskih pogojih za odkrivanje glukoze.
Jasno je, da je elektrokemična učinkovitost nanomaterialov NCO za detekcijo glukoze povezana predvsem s strukturnimi prednostmi začetne faze, pripravljene s hidrotermalno metodo z dodatki (slika S16).Visoko površinski UNCO ima več elektroaktivnih mest kot druge nanostrukture, kar pomaga izboljšati redoks reakcijo med aktivnimi materiali in delci glukoze.Mezoporozna struktura UNCO lahko elektrolitu zlahka izpostavi več Ni in Co mest za zaznavanje glukoze, kar povzroči hiter elektrokemični odziv.Enodimenzionalne nanožice v UNCO lahko dodatno povečajo stopnjo difuzije z zagotavljanjem krajših transportnih poti za ione in elektrone.Zaradi zgoraj omenjenih edinstvenih strukturnih značilnosti je elektrokemična učinkovitost UNCO za odkrivanje glukoze boljša od učinkovitosti PNCO, TNCO in FNCO.To kaže, da lahko edinstvena morfologija UNCO z največjo površino in velikostjo por zagotovi odlično elektrokemično učinkovitost za odkrivanje glukoze.
Proučevali smo vpliv specifične površine na elektrokemijske lastnosti nanomaterialov NCO.S preprosto hidrotermalno metodo in različnimi dodatki so bili pridobljeni nanomateriali NCO z različno specifično površino.Različni dodatki med sintezo vstopajo v različne kemijske reakcije in tvorijo različne začetne faze.To je vodilo do samosestavljanja različnih nanostruktur z morfologijo, podobno ježu, borovim iglicam, tremeli in cvetu.Naknadno naknadno segrevanje vodi do podobnega kemijskega stanja kristalnih NCO nanomaterialov s spinelno strukturo, hkrati pa ohranja njihovo edinstveno morfologijo.Odvisno od površine različne morfologije je bila elektrokemična učinkovitost nanomaterialov NCO za odkrivanje glukoze močno izboljšana.Zlasti se je občutljivost na glukozo nanomaterialov NCO z morfologijo morskega ježka povečala na 116,33 µA mM-1 cm-2 z visokim korelacijskim koeficientom (R2) 0,99 v linearnem območju 0,01-6 mM.To delo lahko zagotovi znanstveno podlago za morfološki inženiring za prilagajanje specifične površine in nadaljnje izboljšanje elektrokemične učinkovitosti neencimskih biosenzorskih aplikacij.
Ni(NO3)2 6H2O, Co(NO3)2 6H2O, sečnina, heksametilenetetramin (HMT), amonijev fluorid (NH4F), natrijev hidroksid (NaOH), d-(+)-glukoza, mlečna kislina (LA), dopamin hidroklorid ( DA), L-askorbinska kislina (AA) in sečna kislina (UA) so bile kupljene pri Sigma-Aldrich.Vsi uporabljeni reagenti so bili analitske kakovosti in so bili uporabljeni brez nadaljnjega čiščenja.
NiCo2O4 je bil sintetiziran s preprosto hidrotermalno metodo, ki ji je sledila toplotna obdelava.Na kratko: 1 mmol nikljevega nitrata (Ni(NO3)2∙6H2O) in 2 mmol kobaltovega nitrata (Co(NO3)2∙6H2O) smo raztopili v 30 ml destilirane vode.Da bi nadzorovali morfologijo NiCo2O4, smo zgornji raztopini selektivno dodali dodatke, kot so sečnina, amonijev fluorid in heksametilentetramin (HMT).Celotno zmes smo nato prenesli v 50 ml s teflonom obložen avtoklav in izpostavili hidrotermalni reakciji v konvekcijski pečici pri 120 °C za 6 ur.Po naravnem ohlajanju na sobno temperaturo smo nastalo oborino centrifugirali in večkrat sprali z destilirano vodo in etanolom ter nato sušili čez noč pri 60 °C.Po tem smo sveže pripravljene vzorce žgali pri 400 ° C 4 ure v sobni atmosferi.Podrobnosti o poskusih so navedene v tabeli z dodatnimi informacijami S2.
Analiza rentgenske difrakcije (XRD, X'Pert-Pro MPD; PANalytical) je bila izvedena z uporabo sevanja Cu-Kα (λ = 0,15418 nm) pri 40 kV in 30 mA, da bi preučili strukturne lastnosti vseh nanomaterialov NCO.Difrakcijski vzorci so bili posneti v območju kotov 2θ 10–80° s korakom 0,05°.Površinsko morfologijo in mikrostrukturo smo pregledali s poljsko emisijsko vrstično elektronsko mikroskopijo (FESEM; Nova SEM 200, FEI) in vrstično transmisijsko elektronsko mikroskopijo (STEM; TALOS F200X, FEI) z energijsko disperzijsko rentgensko spektroskopijo (EDS).Valenčna stanja površine smo analizirali z rentgensko fotoelektronsko spektroskopijo (XPS; PHI 5000 Versa Probe II, ULVAC PHI) z uporabo sevanja Al Kα (hν = 1486,6 eV).Energije vezave so bile kalibrirane z uporabo vrha C 1 s pri 284,6 eV kot reference.Po pripravi vzorcev na delcih KBr smo posneli infrardeče spektre s Fourierjevo transformacijo (FT-IR) v območju valovnih števil 1500–400 cm–1 na spektrometru Jasco-FTIR-6300.Ramanski spektri so bili pridobljeni tudi z uporabo Ramanovega spektrometra (Horiba Co., Japonska) z He-Ne laserjem (632,8 nm) kot virom vzbujanja.Brunauer-Emmett-Teller (BET; BELSORP mini II, MicrotracBEL, Corp.) je uporabil analizator BELSORP mini II (MicrotracBEL Corp.) za merjenje nizkotemperaturnih izoterm adsorpcije-desorpcije N2 za oceno specifične površine in porazdelitve velikosti por.
Vse elektrokemijske meritve, kot sta ciklična voltametrija (CV) in kronoamperometrija (CA), so bile izvedene na potenciostatu PGSTAT302N (Metrohm-Autolab) pri sobni temperaturi z uporabo sistema s tremi elektrodami v 0,1 M vodni raztopini NaOH.Delovna elektroda na osnovi steklenoogljične elektrode (GC), Ag/AgCl elektroda in platinasta plošča so bile uporabljene kot delovna elektroda, referenčna elektroda in protielektroda.CV-ji so bili zabeleženi med 0 in 0,6 V pri različnih hitrostih skeniranja 5-100 mV s-1.Za merjenje ECSA je bil CV izveden v območju 0,1-0,2 V pri različnih hitrostih skeniranja (5-100 mV s-1).Pridobite CA reakcijo vzorca za glukozo pri 0,5 V z mešanjem.Za merjenje občutljivosti in selektivnosti uporabite 0,01–6 mM glukoze, 0,1 mM LA, DA, AA in UA v 0,1 M NaOH.Ponovljivost UNCO je bila testirana z uporabo treh različnih elektrod, dopolnjenih s 5 mM glukoze v optimalnih pogojih.Ponovljivost smo preverili tudi s tremi meritvami z eno UNCO elektrodo v 6 urah.
Vsi podatki, ustvarjeni ali analizirani v tej študiji, so vključeni v ta objavljeni članek (in njegovo datoteko z dodatnimi informacijami).
Mergenthaler, P., Lindauer, U., Dienel, GA & Meisel, A. Sladkor za možgane: Vloga glukoze v fiziološkem in patološkem delovanju možganov. Mergenthaler, P., Lindauer, U., Dienel, GA & Meisel, A. Sladkor za možgane: Vloga glukoze v fiziološkem in patološkem delovanju možganov.Mergenthaler, P., Lindauer, W., Dinel, GA in Meisel, A. Sladkor za možgane: vloga glukoze v fiziološkem in patološkem delovanju možganov.Mergenthaler P., Lindauer W., Dinel GA in Meisel A. Glukoza v možganih: vloga glukoze v fizioloških in patoloških funkcijah možganov.Trendi v nevrologiji.36, 587–597 (2013).
Gerich, JE, Meyer, C., Woerle, HJ & Stumvoll, M. Ledvična glukoneogeneza: njen pomen v homeostazi glukoze pri ljudeh. Gerich, JE, Meyer, C., Woerle, HJ & Stumvoll, M. Ledvična glukoneogeneza: njen pomen v homeostazi glukoze pri ljudeh.Gerich, JE, Meyer, K., Wörle, HJ in Stamwall, M. Ledvična glukoneogeneza: njen pomen pri homeostazi glukoze pri človeku. Gerich, JE, Meyer, C., Woerle, HJ & Stumvoll, M. 肾糖异生：它在人体葡萄糖稳态中的重要性。 Gerich, JE, Meyer, C., Woerle, HJ & Stumvoll, M. 鈥糖异生: Njegov pomen v človeškem telesu.Gerich, JE, Meyer, K., Wörle, HJ in Stamwall, M. Ledvična glukoneogeneza: njen pomen pri homeostazi glukoze pri ljudeh.Diabetes Care 24, 382–391 (2001).
Kharroubi, AT & Darwish, HM Diabetes mellitus: Epidemija stoletja. Kharroubi, AT & Darwish, HM Diabetes mellitus: Epidemija stoletja.Harroubi, AT in Darvish, HM Diabetes mellitus: epidemija stoletja.Harrubi AT in Darvish HM Diabetes: epidemija tega stoletja.Svet J. Sladkorna bolezen.6, 850 (2015).
Brad, KM et al.Razširjenost sladkorne bolezni pri odraslih po vrsti sladkorne bolezni – ZDA.bandit.Mortal Weekly 67, 359 (2018).
Jensen, MH et al.Profesionalno kontinuirano spremljanje glukoze pri sladkorni bolezni tipa 1: retrospektivno odkrivanje hipoglikemije.J. Znanost o sladkorni bolezni.tehnologija.7, 135–143 (2013).
Witkowska Nery, E., Kundys, M., Jeleń, PS & Jönsson-Niedziółka, M. Elektrokemijsko zaznavanje glukoze: ali je še prostor za izboljšave? Witkowska Nery, E., Kundys, M., Jeleń, PS & Jönsson-Niedziółka, M. Elektrokemijsko zaznavanje glukoze: ali je še prostor za izboljšave?Witkowska Neri, E., Kundis, M., Eleni, PS in Jonsson-Nedzulka, M. Elektrokemijsko določanje ravni glukoze: ali še obstajajo možnosti za izboljšave? Witkowska Nery, E., Kundys, M., Jeleń, PS & Jönsson-Niedziółka, M. 电化学葡萄糖传感：还有改进的余地吗？ Witkowska Nery, E., Kundys, M., Jeleń, PS & Jönsson-Niedziółka, M. 电视化葡萄糖传感：是电视的余地吗？Witkowska Neri, E., Kundis, M., Eleni, PS in Jonsson-Nedzulka, M. Elektrokemijsko določanje ravni glukoze: ali obstajajo možnosti za izboljšanje?anus Kemikalija.11271–11282 (2016).
Jernelv, IL et al.Pregled optičnih metod za kontinuirano spremljanje glukoze.Uporabite Spectrum.54, 543–572 (2019).
Park, S., Boo, H. & Chung, TD Elektrokemični neencimski senzorji glukoze. Park, S., Boo, H. & Chung, TD Elektrokemični neencimski senzorji glukoze.Park S., Bu H. in Chang TD Elektrokemijski neencimski senzorji glukoze.Park S., Bu H. in Chang TD Elektrokemijski neencimski senzorji glukoze.anus.Chim.revija.556, 46–57 (2006).
Harris, JM, Reyes, C. & Lopez, GP Pogosti vzroki nestabilnosti glukozne oksidaze pri biosenziranju in vivo: kratek pregled. Harris, JM, Reyes, C. & Lopez, GP Pogosti vzroki nestabilnosti glukozne oksidaze pri biosenziranju in vivo: kratek pregled.Harris JM, Reyes S. in Lopez GP Pogosti vzroki nestabilnosti glukoza-oksidaze pri testu biosenzorja in vivo: kratek pregled. Harris, JM, Reyes, C. & Lopez, GP 体内生物传感中葡萄糖氧化酶不稳定的常见原因：简要回顾。 Harris, JM, Reyes, C. & Lopez, GPHarris JM, Reyes S. in Lopez GP Pogosti vzroki nestabilnosti glukoza-oksidaze pri testu biosenzorja in vivo: kratek pregled.J. Znanost o sladkorni bolezni.tehnologija.7, 1030–1038 (2013).
Diouf, A., Bouchikhi, B. & El Bari, N. Neencimski elektrokemični glukozni senzor na osnovi molekularno vtisnjenega polimera in njegova uporaba pri merjenju glukoze v slini. Diouf, A., Bouchikhi, B. & El Bari, N. Neencimski elektrokemični glukozni senzor na osnovi molekularno vtisnjenega polimera in njegova uporaba pri merjenju glukoze v slini.Diouf A., Bouchihi B. in El Bari N. Neencimski elektrokemični glukozni senzor na osnovi molekularno vtisnjenega polimera in njegova uporaba za merjenje ravni glukoze v slini. Diouf, A., Bouchikhi, B. & El Bari, N. 基于分子印迹聚合物的非酶电化学葡萄糖传感器及其在测量唾液葡萄糖中的应用。 Diouf, A., Bouchikhi, B. & El Bari, N. Neencimski elektrokemični glukozni senzor, ki temelji na polimeru za molekularni vtis in njegova uporaba pri merjenju glukoze v slini.Diouf A., Bouchihi B. in El Bari N. Neencimski elektrokemični glukozni senzorji na osnovi molekularno vtisnjenih polimerov in njihova uporaba za merjenje ravni glukoze v slini.znanstveni projekt alma mater S. 98, 1196–1209 (2019).
Zhang, Yu et al.Občutljiva in selektivna neencimska detekcija glukoze na osnovi nanožic CuO.Sens. Actuators B Chem., 191, 86–93 (2014).
Mu, Y., Jia, D., He, Y., Miao, Y. & Wu, HL Nano nikljev oksid spremenjeni neencimski senzorji glukoze z izboljšano občutljivostjo prek strategije elektrokemičnega procesa pri visokem potencialu. Mu, Y., Jia, D., He, Y., Miao, Y. & Wu, HL Nano nikljev oksid spremenjeni neencimski senzorji glukoze z izboljšano občutljivostjo prek strategije elektrokemičnega procesa pri visokem potencialu. Mu, Y., Jia, D., He, Y., Miao, Y. & Wu, HL Nefermentativni senzorji glukoze, modificirani nanooksid niklja, s povečano občutljivostjo zahvaljujoč strategiji elektrokemičnega procesa z visokim potencialom. Mu, Y., Jia, D., He, Y., Miao, Y. & Wu, HL Neencimski senzorji glukoze, modificirani z nikljevim nanooksidom z izboljšano občutljivostjo s strategijo elektrokemičnega procesa z visokim potencialom. Mu, Y., Jia, D., He, Y., Miao, Y. in Wu, HL了灵敏度。 Mu, Y., Jia, D., He, Y., Miao, Y. & Wu, HL Modifikacija nanooksida niklja 非酶节能糖节糖合物，可以高电位strategija elektrokemične tehnologije za izboljšanje 灵敏度。 Mu, Y., Jia, D., He, Y., Miao, Y. & Wu, HL Nano-NiO modificiran nefermentativni senzor glukoze s povečano občutljivostjo zahvaljujoč visokopotencialni strategiji elektrokemičnega procesa. Mu, Y., Jia, D., He, Y., Miao, Y. & Wu, HL Nano-NiO modificiran neencimski senzor glukoze z izboljšano občutljivostjo s strategijo elektrokemičnega procesa z visokim potencialom.biološki senzor.bioelektronika.26, 2948–2952 (2011).
Shamsipur, M., Najafi, M. & Hosseini, MRM Visoko izboljšana elektrooksidacija glukoze na steklastoogljični elektrodi, modificirani z nikljevim (II) oksidom/večstensko ogljikovo nanocevko. Shamsipur, M., Najafi, M. & Hosseini, MRM Visoko izboljšana elektrooksidacija glukoze na steklastoogljični elektrodi, modificirani z nikljevim (II) oksidom/večstensko ogljikovo nanocevko.Shamsipur, M., Najafi, M. in Hosseini, MRM Visoko izboljšana elektrooksidacija glukoze na steklasti ogljikovi elektrodi, modificirani z nikljevim(II) oksidom/večstenskimi ogljikovimi nanocevkami.Shamsipoor, M., Najafi, M. in Hosseini, MRM Visoko izboljšana elektrooksidacija glukoze na steklastih ogljikovih elektrodah, modificiranih z nikljevim(II) oksidom/večplastnimi ogljikovimi nanocevkami.Bioelektrokemija 77, 120–124 (2010).
Veeramani, V. et al.Nanokompozit iz poroznega ogljika in nikljevega oksida z visoko vsebnostjo heteroatomov kot brezencimski visoko občutljiv senzor za detekcijo glukoze.Sens. aktuatorji B Chem.221, 1384–1390 (2015).
Marco, JF et al.Karakterizacija nikljevega kobaltata NiCo2O4 pridobljenega z različnimi metodami: XRD, XANES, EXAFS in XPS.J. Kemija trdne snovi.153, 74–81 (2000).
Zhang, J., Sun, Y., Li, X. & Xu, J. Izdelava nanopasu NiCo2O4 z metodo kemičnega soprecipitacije za uporabo neencimskega elektrokemičnega senzorja glukoze. Zhang, J., Sun, Y., Li, X. & Xu, J. Izdelava nanopasu NiCo2O4 z metodo kemičnega soprecipitacije za uporabo neencimskega elektrokemičnega senzorja glukoze. Zhang, J., Sun, Y., Li, X. & Xu, J. Izdelava nanopojasa NiCo2O4 z metodo kemičnega sojenja za uporabo nefermentativno elektrokemijskega senzorja glukoze. Zhang, J., Sun, Y., Li, X. & Xu, J. Izdelava nanopasu NiCo2O4 z metodo kemičnega nanašanja za uporabo neencimskega elektrokemičnega senzorja glukoze. Zhang, J., Sun, Y., Li, X. & Xu, J. 通过化学共沉淀法制备NiCo2O4 纳米带用于非酶促葡萄糖电化学传感器应用。 Zhang, J., Sun, Y., Li, X. & Xu, J. Skozi kemijo 共沉激法光容NiCo2O4 nano如这些非话能生能糖系统电影电影电影电视.Zhang, J., Sun, Y., Li, X. in Xu, J. Priprava nanotrakov NiCo2O4 z metodo kemičnega obarjanja za uporabo neencimskega elektrokemičnega senzorja glukoze.J. Spoji zlitin.831, 154796 (2020).
Saraf, M., Natarajan, K. & Mobin, SM Večnamenske porozne nanopalice NiCo2O4: občutljivo brezencimsko odkrivanje glukoze in lastnosti superkondenzatorja z impedančnimi spektroskopskimi preiskavami. Saraf, M., Natarajan, K. & Mobin, SM Večnamenske porozne nanopalice NiCo2O4: občutljivo brezencimsko odkrivanje glukoze in lastnosti superkondenzatorja z impedančnimi spektroskopskimi preiskavami. Saraf, M., Natarajan, K. & Mobin, SMVečnamenske porozne nanopalice NiCo2O4: občutljivo brezencimsko zaznavanje glukoze in lastnosti superkondenzatorja s študijami impedančne spektroskopije.Saraf M, Natarajan K in Mobin SM Večnamenske porozne nanopalice NiCo2O4: občutljivo brezencimsko odkrivanje glukoze in karakterizacija superkondenzatorjev z impedančno spektroskopijo.New J. Chem.41, 9299–9313 (2017).
Zhao, H., Zhang, Z., Zhou, C. & Zhang, H. Uravnavanje morfologije in velikosti nanoplastov NiMoO4, zasidranih na nanožicah NiCo2O4: optimiziran hibrid jedra in lupine za asimetrične superkondenzatorje z visoko energijsko gostoto. Zhao, H., Zhang, Z., Zhou, C. & Zhang, H. Uravnavanje morfologije in velikosti nanoplastov NiMoO4, zasidranih na nanožicah NiCo2O4: optimiziran hibrid jedra in lupine za asimetrične superkondenzatorje z visoko energijsko gostoto.Zhao, H., Zhang, Z., Zhou, K. in Zhang, H. Prilagoditev morfologije in velikosti nanoplastov NiMoO4, zasidranih na nanožicah NiCo2O4: optimizirano hibridno jedro-lupina za asimetrične superkondenzatorje z visoko energijsko gostoto. Zhao, H., Zhang, Z., Zhou, C. & Zhang, H. 调整固定在NiCo2O4 纳米线上的NiMoO4 纳米片的形态和尺寸：用于高能量密度不对称超级电容器的优化核-壳混合体。 Zhao, H., Zhang, Z., Zhou, C. & Zhang, H. Prilagoditev morfologije in velikosti nanoplastov NiMoO4, imobiliziranih na nanožicah NiCo2O4: optimizacija hibridov jedro-lupina za telo asimetričnih superkondenzatorjev z visoko energijsko gostoto.Zhao, H., Zhang, Z., Zhou, K. in Zhang, H. Uravnavanje morfologije in velikosti nanoplastov NiMoO4, imobiliziranih na nanožicah NiCo2O4: optimiziran hibrid jedra in lupine za telo asimetričnih superkondenzatorjev z visoko energijsko gostoto.Prijavite se za surfanje.541, 148458 (2021).
Zhuang Z. et al.Neencimski senzor glukoze s povečano občutljivostjo na osnovi bakrenih elektrod, modificiranih z nanožicami CuO.analitik.133, 126–132 (2008).
Kim, JY et al.Prilagoditev površine nanopalic ZnO za izboljšanje delovanja senzorjev glukoze.Sens. Actuators B Chem., 192, 216–220 (2014).
Ding, Y., Wang, Y., Su, L., Zhang, H. & Lei, Y. Priprava in karakterizacija nanovlaken NiO–Ag, nanovlaken NiO in poroznega Ag: v smeri razvoja visoko občutljivega in selektivnega ne - encimski senzor glukoze. Ding, Y., Wang, Y., Su, L., Zhang, H. & Lei, Y. Priprava in karakterizacija nanovlaken NiO–Ag, nanovlaken NiO in poroznega Ag: v smeri razvoja visoko občutljivega in selektivnega ne - encimski senzor glukoze.Ding, Yu, Wang, Yu, Su, L, Zhang, H. in Lei, Yu.Priprava in karakterizacija nanovlaken NiO-Ag, nanovlaken NiO in poroznega Ag: na poti k razvoju visoko občutljivega in selektivnega encimskega senzorja glukoze. Ding, Y., Wang, Y., Su, L., Zhang, H. & Lei, Y. NiO-Ag 纳米纤维、NiO 纳米纤维和多孔Ag 的制备和表征：走向高度敏感和选择性非-酶促葡萄糖传感器。 Ding, Y., Wang, Y., Su, L., Zhang, H. & Lei, Y. NiO-Ag促葡萄糖传感器。Ding, Yu, Wang, Yu, Su, L, Zhang, H. in Lei, Yu.Priprava in karakterizacija nanovlaken NiO-Ag, nanovlaken NiO in poroznega srebra: na poti k visoko občutljivemu in selektivnemu neencimskemu senzorju, ki stimulira glukozo.J. Alma mater.Kemični.20, 9918–9926 (2010).
Cheng, X. et al.Določanje ogljikovih hidratov s kapilarno consko elektroforezo z amperometrično detekcijo na elektrodi iz ogljikove paste, modificirani z nano nikljevim oksidom.živilska kemija.106, 830–835 (2008).
Casella, IG Elektrodepozicija tankih filmov kobaltovega oksida iz karbonatnih raztopin, ki vsebujejo komplekse Co(II)–tartrata.J. Electroanal.Kemični.520, 119–125 (2002).
Ding, Y. et al.Elektropredena nanovlakna Co3O4 za občutljivo in selektivno detekcijo glukoze.biološki senzor.bioelektronika.26, 542–548 (2010).
Fallatah, A., Almomtan, M. & Padalkar, S. Biosenzorji glukoze na osnovi cerijevega oksida: Vpliv morfologije in osnovnega substrata na delovanje biosenzorja. Fallatah, A., Almomtan, M. & Padalkar, S. Biosenzorji glukoze na osnovi cerijevega oksida: Vpliv morfologije in osnovnega substrata na delovanje biosenzorja.Fallata, A., Almomtan, M. in Padalkar, S. Biosenzorji glukoze na osnovi cerijevega oksida: učinki morfologije in glavnega substrata na delovanje biosenzorja.Fallata A, Almomtan M in Padalkar S. Biosenzorji glukoze na osnovi cerija: učinki morfologije in jedrne matrike na delovanje biosenzorja.ACS je podprt.Kemični.projekt.7, 8083–8089 (2019).