Vă mulțumim că ați vizitat Nature.com.Utilizați o versiune de browser cu suport limitat pentru CSS.Pentru cea mai bună experiență, vă recomandăm să utilizați un browser actualizat (sau să dezactivați Modul de compatibilitate în Internet Explorer).În plus, pentru a asigura suport continuu, arătăm site-ul fără stiluri și JavaScript.
Am investigat efectul suprafeței specifice asupra proprietăților electrochimice ale NiCo2O4 (NCO) pentru detectarea glucozei.Nanomaterialele NCO cu suprafață specifică controlată au fost produse prin sinteză hidrotermală cu aditivi și au fost produse, de asemenea, nanostructuri auto-asamblate cu morfologie de arici, ac de pin, tremelă și flori.Noutatea acestei metode constă în controlul sistematic al căii de reacție chimică prin adăugarea diverșilor aditivi în timpul sintezei, ceea ce duce la formarea spontană a diferitelor morfologii fără diferențe în structura cristalină și starea chimică a elementelor constitutive.Acest control morfologic al nanomaterialelor NCO duce la schimbări semnificative în performanța electrochimică a detectării glucozei.În legătură cu caracterizarea materialului, a fost discutată relația dintre suprafața specifică și performanța electrochimică pentru detectarea glucozei.Această lucrare poate oferi o perspectivă științifică asupra reglajului suprafeței nanostructurilor care determină funcționalitatea acestora pentru potențiale aplicații în biosenzorii de glucoză.
Nivelurile de glucoză din sânge oferă informații importante despre starea metabolică și fiziologică a organismului1,2.De exemplu, nivelurile anormale de glucoză din organism pot fi un indicator important al problemelor grave de sănătate, inclusiv diabetul, bolile cardiovasculare și obezitatea3,4,5.Prin urmare, monitorizarea regulată a nivelului de zahăr din sânge este foarte importantă pentru menținerea sănătății.Deși au fost raportate diferite tipuri de senzori de glucoză care utilizează detectarea fizico-chimică, sensibilitatea scăzută și timpii de răspuns lenți rămân bariere în calea sistemelor de monitorizare continuă a glucozei6,7,8.În plus, senzorii electrochimici de glucoză populari în prezent bazați pe reacții enzimatice au încă unele limitări în ciuda avantajelor lor de răspuns rapid, sensibilitate ridicată și proceduri de fabricare relativ simple9,10.Prin urmare, diferite tipuri de senzori electrochimici neenzimatici au fost studiati pe larg pentru a preveni denaturarea enzimelor, menținând în același timp avantajele biosenzorilor electrochimici9,11,12,13.
Compușii metalelor de tranziție (TMC) au o activitate catalitică suficient de mare în ceea ce privește glucoza, ceea ce extinde domeniul de aplicare a acestora în senzorii electrochimici de glucoză13,14,15.Până în prezent, au fost propuse diferite modele raționale și metode simple pentru sinteza TMS pentru a îmbunătăți în continuare sensibilitatea, selectivitatea și stabilitatea electrochimică a detectării glucozei16,17,18.De exemplu, oxizii clari ai metalelor de tranziție, cum ar fi oxidul de cupru (CuO)11,19, oxidul de zinc (ZnO)20, oxidul de nichel (NiO)21,22, oxidul de cobalt (Co3O4)23,24 și oxidul de ceriu (CeO2)25 este activ electrochimic în raport cu glucoza.Progresele recente ale oxizilor metalici binari, cum ar fi cobaltatul de nichel (NiCo2O4) pentru detectarea glucozei, au demonstrat efecte sinergetice suplimentare în ceea ce privește creșterea activității electrice26,27,28,29,30.În special, controlul precis al compoziției și al morfologiei pentru a forma TMS cu diferite nanostructuri poate crește eficient sensibilitatea de detecție datorită suprafeței lor mari, așa că este foarte recomandat să se dezvolte TMS controlat prin morfologie pentru o detecție îmbunătățită a glucozei20,25,30,31,32, 33.34, 35.
Aici raportăm nanomateriale NiCo2O4 (NCO) cu morfologii diferite pentru detectarea glucozei.Nanomaterialele NCO sunt obținute printr-o metodă hidrotermală simplă folosind diverși aditivi, aditivii chimici sunt unul dintre factorii cheie în autoasamblarea nanostructurilor de diverse morfologii.Am investigat sistematic efectul NCO-urilor cu morfologii diferite asupra performanței lor electrochimice pentru detectarea glucozei, inclusiv sensibilitatea, selectivitatea, limita scăzută de detecție și stabilitatea pe termen lung.
Am sintetizat nanomateriale NCO (abreviate UNCO, PNCO, TNCO și respectiv FNCO) cu microstructuri similare aricilor de mare, acelor de pin, tremela și florilor.Figura 1 arată diferitele morfologii ale UNCO, PNCO, TNCO și FNCO.Imaginile SEM și imaginile EDS au arătat că Ni, Co și O au fost distribuite uniform în nanomaterialele NCO, așa cum se arată în figurile 1 și 2. S1 și, respectiv, S2.Pe fig.2a, b arată imagini TEM reprezentative ale nanomaterialelor NCO cu morfologie distinctă.UNCO este o microsferă cu auto-asamblare (diametru: ~5 µm) compusă din nanofire cu nanoparticule NCO (dimensiunea medie a particulei: 20 nm).Această microstructură unică este de așteptat să ofere o suprafață mare pentru a facilita difuzia electroliților și transportul electronilor.Adăugarea de NH4F și uree în timpul sintezei a dus la o microstructură aciculară mai groasă (PNCO) de 3 µm lungime și 60 nm lățime, compusă din nanoparticule mai mari.Adăugarea de HMT în loc de NH4F are ca rezultat o morfologie asemănătoare tremello (TNCO) cu nanofoi șifonate.Introducerea NH4F și HMT în timpul sintezei duce la agregarea nanofoilor șifonate adiacente, rezultând o morfologie asemănătoare florii (FNCO).Imaginea HREM (Fig. 2c) prezintă benzi de rețea distincte cu distanțe interplanare de 0,473, 0,278, 0,50 și 0,237 nm, corespunzătoare planurilor (111), (220), (311) și (222) NiCo2O4, s 27 .Modelul de difracție a electronilor în zonă (SAED) selectat al nanomaterialelor NCO (inserat în Fig. 2b) a confirmat, de asemenea, natura policristalină a NiCo2O4.Rezultatele imaginii întunecate inelare cu unghi înalt (HAADF) și cartografierea EDS arată că toate elementele sunt distribuite uniform în nanomaterialul NCO, așa cum se arată în Fig. 2d.
Ilustrare schematică a procesului de formare a nanostructurilor NiCo2O4 cu morfologie controlată.Sunt prezentate, de asemenea, scheme și imagini SEM ale diferitelor nanostructuri.
Caracterizarea morfologică și structurală a nanomaterialelor NCO: (a) imagine TEM, (b) imagine TEM împreună cu modelul SAED, (c) imagine HRTEM rezolvată prin rețea și imagini HADDF corespunzătoare de Ni, Co și O în (d) nanomateriale NCO..
Modelele de difracție de raze X ale nanomaterialelor NCO de diferite morfologii sunt prezentate în Fig.3a.Picurile de difracție la 18,9, 31,1, 36,6, 44,6, 59,1 și 64,9° indică planele (111), (220), (311), (400), (511) și respectiv (440) NiCo2O4, care au un cubic. structura spinelului (JCPDS Nr. 20-0781) 36. Spectrele FT-IR ale nanomaterialelor NCO sunt prezentate în Fig.3b.Două benzi vibraționale puternice în regiunea între 555 și 669 cm–1 corespund oxigenului metalic (Ni și Co) extras din pozițiile tetraedrice și, respectiv, octaedrice ale spinelului NiCo2O437.Pentru a înțelege mai bine proprietățile structurale ale nanomaterialelor NCO, spectrele Raman au fost obținute așa cum se arată în Fig. 3c.Cele patru vârfuri observate la 180, 459, 503 și 642 cm-1 corespund modurilor Raman F2g, E2g, F2g și, respectiv, A1g ale spinelului NiCo2O4.Au fost efectuate măsurători XPS pentru a determina starea chimică de suprafață a elementelor din nanomaterialele NCO.Pe fig.3d arată spectrul XPS al UNCO.Spectrul Ni 2p are două vârfuri principale situate la energii de legare de 854,8 și 872,3 eV, corespunzătoare Ni 2p3/2 și Ni 2p1/2, și doi sateliți vibraționali la 860,6 și, respectiv, 879,1 eV.Aceasta indică existența stărilor de oxidare Ni2+ și Ni3+ în NCO.Vârfurile în jurul valorii de 855,9 și 873,4 eV sunt pentru Ni3+, iar vârfurile în jurul valorii de 854,2 și 871,6 eV sunt pentru Ni2+.În mod similar, spectrul Co2p a două dublete de spin-orbită dezvăluie vârfuri caracteristice pentru Co2+ și Co3+ la 780,4 (Co 2p3/2) și 795,7 eV (Co 2p1/2).Picurile la 796,0 și 780,3 eV corespund Co2+, iar vârfurile la 794,4 și 779,3 eV corespund Co3+.De remarcat faptul că starea polivalentă a ionilor metalici (Ni2+/Ni3+ și Co2+/Co3+) din NiCo2O4 favorizează creșterea activității electrochimice37,38.Spectrele Ni2p și Co2p pentru UNCO, PNCO, TNCO și FNCO au prezentat rezultate similare, așa cum se arată în fig.S3.În plus, spectrele O1s ale tuturor nanomaterialelor NCO (Fig. S4) au arătat două vârfuri la 592,4 și 531,2 eV, care au fost asociate cu legăturile tipice metal-oxigen și oxigen în grupările hidroxil ale suprafeței NCO, respectiv39.Deși structurile nanomaterialelor NCO sunt similare, diferențele morfologice ale aditivilor sugerează că fiecare aditiv poate participa diferit la reacțiile chimice pentru a forma NCO.Aceasta controlează etapele de nucleare și creștere a cerealelor favorabile din punct de vedere energetic, controlând astfel dimensiunea particulelor și gradul de aglomerare.Astfel, controlul diferiților parametri de proces, inclusiv aditivii, timpul de reacție și temperatura în timpul sintezei, poate fi utilizat pentru a proiecta microstructura și a îmbunătăți performanța electrochimică a nanomaterialelor NCO pentru detectarea glucozei.
(a) Modele de difracție de raze X, (b) FTIR și (c) spectre Raman ale nanomaterialelor NCO, (d) spectre XPS ale Ni 2p și Co 2p de la UNCO.
Morfologia nanomaterialelor NCO adaptate este strâns legată de formarea fazelor inițiale obținute din diverși aditivi reprezentați în Figura S5.În plus, spectrele de raze X și Raman ale probelor proaspăt preparate (Figurile S6 și S7a) au arătat că implicarea diferiților aditivi chimici a dus la diferențe cristalografice: hidroxizii carbonatați de Ni și Co au fost observați în principal la arici de mare și la structura acului de pin, în timp ce structurile sub formă de tremelă și floare indică prezența hidroxizilor de nichel și cobalt.Spectrele FT-IR și XPS ale probelor preparate sunt prezentate în figurile 1 și 2. S7b-S9 oferă, de asemenea, dovezi clare ale diferențelor cristalografice menționate mai sus.Din proprietățile materialelor probelor preparate, devine clar că aditivii sunt implicați în reacțiile hidrotermale și oferă diferite căi de reacție pentru a obține faze inițiale cu morfologii diferite40,41,42.Auto-asamblarea diferitelor morfologii, constând din nanofire unidimensionale (1D) și nanofoi bidimensionale (2D), se explică prin starea chimică diferită a fazelor inițiale (ioni Ni și Co, precum și grupuri funcționale), urmată de creșterea cristalelor42, 43, 44, 45, 46, 47. În timpul prelucrării post-termice, diferitele faze inițiale sunt convertite în spinel NCO, păstrând în același timp morfologia lor unică, așa cum se arată în figurile 1 și 2. 2 și 3a.
Diferențele morfologice ale nanomaterialelor NCO pot influența suprafața electrochimic activă pentru detectarea glucozei, determinând astfel caracteristicile electrochimice generale ale senzorului de glucoză.Izoterma de adsorbție-desorbție N2 BET a fost utilizată pentru a estima dimensiunea porilor și suprafața specifică a nanomaterialelor NCO.Pe fig.4 prezintă izotermele BET ale diferitelor nanomateriale NCO.Suprafața specifică BET pentru UNCO, PNCO, TNCO și FNCO a fost estimată la 45.303, 43.304, 38.861 și, respectiv, 27.260 m2/g.UNCO are cea mai mare suprafață BET (45,303 m2 g-1) și cel mai mare volum al porilor (0,2849 cm3 g-1), iar distribuția mărimii porilor este îngustă.Rezultatele BET pentru nanomaterialele NCO sunt prezentate în Tabelul 1. Curbele de adsorbție-desorbție de N2 au fost foarte asemănătoare cu buclele de histerezis izotermă de tip IV, indicând faptul că toate probele aveau o structură mezoporoasă48.Se așteaptă ca UNCO mezoporoase cu cea mai mare suprafață și cel mai mare volum al porilor să ofere numeroase locuri active pentru reacții redox, ceea ce duce la performanțe electrochimice îmbunătățite.
Rezultatele BET pentru (a) UNCO, (b) PNCO, (c) TNCO și (d) FNCO.Insertul arată distribuția corespunzătoare a mărimii porilor.
Reacțiile redox electrochimice ale nanomaterialelor NCO cu diverse morfologii pentru detectarea glucozei au fost evaluate folosind măsurători CV.Pe fig.5 prezintă curbele CV ale nanomaterialelor NCO în electrolit alcalin NaOH 0,1 M cu și fără glucoză 5 mM la o rată de scanare de 50 mVs-1.În absența glucozei, s-au observat vârfuri redox la 0,50 și 0,35 V, corespunzătoare oxidării asociate cu M–O (M: Ni2+, Co2+) și M*-O-OH (M*: Ni3+, Co3+).folosind anionul OH.După adăugarea a 5 mM de glucoză, reacția redox de pe suprafața nanomaterialelor NCO a crescut semnificativ, ceea ce se poate datora oxidării glucozei la gluconolactonă.Figura S10 arată curenții redox de vârf la rate de scanare de 5–100 mV s-1 în soluție de NaOH 0,1 M.Este clar că curentul redox de vârf crește odată cu creșterea ratei de scanare, indicând faptul că nanomaterialele NCO au un comportament electrochimic controlat de difuzie similar50,51.După cum se arată în Figura S11, aria suprafeței electrochimice (ECSA) a UNCO, PNCO, TNCO și FNCO este estimată la 2,15, 1,47, 1,2 și, respectiv, 1,03 cm2.Acest lucru sugerează că UNCO este util pentru procesul electrocatalitic, facilitând detectarea glucozei.
Curbele CV ale (a) UNCO, (b) PNCO, (c) TNCO și (d) electrozi FNCO fără glucoză și suplimentați cu glucoză 5 mM la o rată de scanare de 50 mVs-1.
Performanța electrochimică a nanomaterialelor NCO pentru detectarea glucozei a fost investigată, iar rezultatele sunt prezentate în Fig. 6. Sensibilitatea la glucoză a fost determinată prin metoda CA prin adăugarea treptată a diferitelor concentrații de glucoză (0,01–6 mM) în soluție de NaOH 0,1 M la 0,5 V cu un interval de 60 s.După cum se arată în fig.6a–d, nanomaterialele NCO prezintă sensibilități diferite variind de la 84,72 la 116,33 µA mM-1 cm-2 cu coeficienți de corelație înalți (R2) de la 0,99 la 0,993.Curba de calibrare dintre concentrația de glucoză și reacția curentă a nanomaterialelor NCO este prezentată în fig.S12.Limitele de detectare calculate (LOD) ale nanomaterialelor NCO au fost în intervalul 0,0623–0,0783 µM.Conform rezultatelor testului CA, UNCO a arătat cea mai mare sensibilitate (116,33 μA mM-1 cm-2) într-un domeniu larg de detecție.Acest lucru poate fi explicat prin morfologia sa unică asemănătoare aricilor de mare, constând dintr-o structură mezoporoasă cu o suprafață specifică mare, oferind mai multe locuri active pentru speciile de glucoză.Performanța electrochimică a nanomaterialelor NCO prezentate în Tabelul S1 confirmă performanța excelentă de detectare electrochimică a glucozei a nanomaterialelor NCO preparate în acest studiu.
Răspunsurile CA ale electrozilor UNCO (a), PNCO (b), TNCO (c) și FNCO (d) cu glucoză adăugată la soluție de NaOH 0,1 M la 0,50 V. Inserturile arată curbele de calibrare ale răspunsurilor curente ale nanomaterialelor NCO: (e ) Răspunsuri KA ale UNCO, (f) PNCO, (g) TNCO și (h) FNCO cu adăugarea treptată a 1 mM glucoză și 0,1 mM substanțe interferente (LA, DA, AA și UA).
Capacitatea anti-interferență a detectării glucozei este un alt factor important în detectarea selectivă și sensibilă a glucozei prin compuși interferenți.Pe fig.6e–h arată capacitatea anti-interferență a nanomaterialelor NCO în soluție de NaOH 0,1 M.Moleculele interferente comune, cum ar fi LA, DA, AA și UA sunt selectate și adăugate la electrolit.Răspunsul actual al nanomaterialelor NCO la glucoză este evident.Cu toate acestea, răspunsul actual la UA, DA, AA și LA nu s-a schimbat, ceea ce înseamnă că nanomaterialele NCO au arătat o selectivitate excelentă pentru detectarea glucozei, indiferent de diferențele lor morfologice.Figura S13 arată stabilitatea nanomaterialelor NCO examinate de răspunsul CA în NaOH 0,1 M, unde 1 mM glucoză a fost adăugată la electrolit pentru o perioadă lungă de timp (80.000 s).Răspunsurile curente ale UNCO, PNCO, TNCO și FNCO au fost 98,6%, 97,5%, 98,4% și, respectiv, 96,8% din curentul inițial cu adăugarea unei glucoze suplimentare de 1 mM după 80.000 s.Toate nanomaterialele NCO prezintă reacții redox stabile cu speciile de glucoză pe o perioadă lungă de timp.În special, semnalul de curent UNCO nu numai că și-a păstrat 97,1% din curentul inițial, dar și-a păstrat și proprietățile morfologiei și legăturii chimice după un test de stabilitate pe termen lung de mediu de 7 zile (Figurile S14 și S15a).În plus, reproductibilitatea și reproductibilitatea UNCO au fost testate așa cum se arată în Fig. S15b, c.Deviația standard relativă (RSD) calculată a reproductibilității și repetabilității a fost de 2,42% și, respectiv, 2,14%, indicând potențiale aplicații ca senzor de glucoză de calitate industrială.Aceasta indică stabilitatea structurală și chimică excelentă a UNCO în condiții de oxidare pentru detectarea glucozei.
Este clar că performanța electrochimică a nanomaterialelor NCO pentru detectarea glucozei este legată în principal de avantajele structurale ale fazei inițiale preparate prin metoda hidrotermală cu aditivi (Fig. S16).Suprafața mare UNCO are mai multe locuri electroactive decât alte nanostructuri, ceea ce ajută la îmbunătățirea reacției redox dintre materialele active și particulele de glucoză.Structura mezoporoasă a UNCO poate expune cu ușurință mai multe site-uri Ni și Co la electrolit pentru a detecta glucoza, rezultând un răspuns electrochimic rapid.Nanofirele unidimensionale din UNCO pot crește și mai mult rata de difuzie, oferind căi de transport mai scurte pentru ioni și electroni.Datorită caracteristicilor structurale unice menționate mai sus, performanța electrochimică a UNCO pentru detectarea glucozei este superioară celei a PNCO, TNCO și FNCO.Acest lucru indică faptul că morfologia unică UNCO cu cea mai mare suprafață și dimensiunea porilor poate oferi performanțe electrochimice excelente pentru detectarea glucozei.
A fost studiat efectul suprafeței specifice asupra caracteristicilor electrochimice ale nanomaterialelor NCO.Nanomaterialele NCO cu suprafață specifică diferită au fost obținute printr-o metodă hidrotermală simplă și diverși aditivi.Diferiți aditivi în timpul sintezei intră în diferite reacții chimice și formează diferite faze inițiale.Acest lucru a condus la auto-asamblarea diferitelor nanostructuri cu morfologii similare ariciului, acului de pin, tremela și florii.Post-încălzirea ulterioară duce la o stare chimică similară a nanomaterialelor cristaline NCO cu o structură spinel, păstrând în același timp morfologia lor unică.În funcție de suprafața de morfologie diferită, performanța electrochimică a nanomaterialelor NCO pentru detectarea glucozei a fost mult îmbunătățită.În special, sensibilitatea la glucoză a nanomaterialelor NCO cu morfologie arici de mare a crescut la 116,33 µA mM-1 cm-2 cu un coeficient de corelație ridicat (R2) de 0,99 în intervalul liniar de 0,01-6 mM.Această lucrare poate oferi o bază științifică pentru ingineria morfologică pentru a ajusta suprafața specifică și pentru a îmbunătăți în continuare performanța electrochimică a aplicațiilor biosenzorilor non-enzimatici.
Ni(NO3)2 6H2O, Co(NO3)2 6H2O, uree, hexametilentetramină (HMT), fluorură de amoniu (NH4F), hidroxid de sodiu (NaOH), d-(+)-glucoză, acid lactic (LA), clorhidrat de dopamină ( DA), acid L-ascorbic (AA) și acid uric (UA) au fost achiziționate de la Sigma-Aldrich.Toți reactivii utilizați au fost de calitate analitică și au fost utilizați fără purificare suplimentară.
NiCo2O4 a fost sintetizat printr-o metodă hidrotermală simplă urmată de tratament termic.Pe scurt: 1 mmol de azotat de nichel (Ni(NO3)2∙6H2O) și 2 mmol de azotat de cobalt (Co(NO3)2∙6H2O) s-au dizolvat în 30 ml de apă distilată.Pentru a controla morfologia NiCo2O4, la soluția de mai sus au fost adăugați în mod selectiv aditivi precum ureea, fluorură de amoniu și hexametilentetramină (HMT).Întregul amestec a fost apoi transferat într-o autoclavă de 50 ml căptușită cu teflon și supus unei reacții hidrotermale într-un cuptor cu convecție la 120°C timp de 6 ore.După răcirea naturală la temperatura camerei, precipitatul rezultat a fost centrifugat şi spălat de mai multe ori cu apă distilată şi etanol, şi apoi uscat peste noapte la 60°C.După aceea, probele proaspăt preparate au fost calcinate la 400°C timp de 4 ore în atmosferă ambientală.Detaliile experimentelor sunt enumerate în Tabelul cu informații suplimentare S2.
Analiza difracției de raze X (XRD, X'Pert-Pro MPD; PANalytical) a fost efectuată folosind radiația Cu-Kα (λ = 0,15418 nm) la 40 kV și 30 mA pentru a studia proprietățile structurale ale tuturor nanomaterialelor NCO.Modelele de difracție au fost înregistrate în intervalul de unghiuri 2θ 10–80° cu un pas de 0,05°.Morfologia și microstructura suprafeței au fost examinate utilizând microscopia electronică cu scanare cu emisie de câmp (FESEM; Nova SEM 200, FEI) și microscopia electronică cu transmisie prin scanare (STEM; TALOS F200X, FEI) cu spectroscopie cu raze X cu dispersie de energie (EDS).Stările de valență ale suprafeței au fost analizate prin spectroscopie de fotoelectron cu raze X (XPS; PHI 5000 Versa Probe II, ULVAC PHI) utilizând radiația Al Kα (hν = 1486,6 eV).Energiile de legare au fost calibrate folosind vârful C1 s la 284,6 eV ca referință.După pregătirea probelor pe particule de KBr, spectrele infraroșu cu transformată Fourier (FT-IR) au fost înregistrate în intervalul de numere de undă 1500–400 cm–1 pe un spectrometru Jasco-FTIR-6300.Spectrele Raman au fost, de asemenea, obținute folosind un spectrometru Raman (Horiba Co., Japonia) cu un laser He-Ne (632,8 nm) ca sursă de excitație.Brunauer-Emmett-Teller (BET; BELSORP mini II, MicrotracBEL, Corp.) a folosit analizorul BELSORP mini II (MicrotracBEL Corp.) pentru a măsura izotermele de adsorbție-desorbție de N2 la temperatură joasă pentru a estima suprafața specifică și distribuția mărimii porilor.
Toate măsurătorile electrochimice, cum ar fi voltametria ciclică (CV) și cronoamperometria (CA), au fost efectuate pe un potențiostat PGSTAT302N (Metrohm-Autolab) la temperatura camerei folosind un sistem cu trei electrozi în soluție apoasă de NaOH 0,1 M.Un electrod de lucru bazat pe un electrod de carbon sticlos (GC), un electrod Ag/AgCl și o placă de platină au fost folosite ca electrod de lucru, electrod de referință și, respectiv, contraelectrod.CV-urile au fost înregistrate între 0 și 0,6 V la diferite rate de scanare de 5-100 mV s-1.Pentru a măsura ECSA, CV a fost efectuat în intervalul 0,1-0,2 V la diferite rate de scanare (5-100 mV s-1).Se obține reacția CA a probei pentru glucoză la 0,5 V cu agitare.Pentru a măsura sensibilitatea și selectivitatea, utilizați glucoză 0,01–6 mM, LA, DA, AA și UA 0,1 mM în NaOH 0,1 M.Reproductibilitatea UNCO a fost testată folosind trei electrozi diferiți suplimentați cu glucoză 5 mM în condiții optime.Repetabilitatea a fost de asemenea verificată prin efectuarea a trei măsurători cu un electrod UNCO în decurs de 6 ore.
Toate datele generate sau analizate în acest studiu sunt incluse în acest articol publicat (și fișierul său de informații suplimentare).
Mergenthaler, P., Lindauer, U., Dienel, GA & Meisel, A. Zahăr pentru creier: Rolul glucozei în funcția fiziologică și patologică a creierului. Mergenthaler, P., Lindauer, U., Dienel, GA & Meisel, A. Zahăr pentru creier: Rolul glucozei în funcția fiziologică și patologică a creierului.Mergenthaler, P., Lindauer, W., Dinel, GA și Meisel, A. Zahăr pentru creier: rolul glucozei în funcția fiziologică și patologică a creierului.Mergenthaler P., Lindauer W., Dinel GA și Meisel A. Glucoza în creier: rolul glucozei în funcțiile fiziologice și patologice ale creierului.Tendințe în neurologie.36, 587–597 (2013).
Gerich, JE, Meyer, C., Woerle, HJ & Stumvoll, M. Renal gluconeogenesis: Its importance in human glucose homeostasis. Gerich, JE, Meyer, C., Woerle, HJ & Stumvoll, M. Renal gluconeogenesis: Its importance in human glucose homeostasis.Gerich, JE, Meyer, K., Wörle, HJ și Stamwall, M. Gluconeogeneza renală: importanța sa în homeostazia glucozei la om. 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: Importanța sa în corpul uman.Gerich, JE, Meyer, K., Wörle, HJ și Stamwall, M. Gluconeogeneza renală: importanța sa în homeostazia glucozei la om.Diabetes Care 24, 382–391 (2001).
Kharroubi, AT & Darwish, HM Diabet zaharat: epidemia secolului. Kharroubi, AT & Darwish, HM Diabet zaharat: epidemia secolului.Harroubi, AT și Darvish, HM Diabet zaharat: epidemia secolului.Harrubi AT și Darvish HM Diabetul: epidemia acestui secol.World J. Diabet.6, 850 (2015).
Brad, KM şi colab.Prevalența diabetului zaharat la adulți în funcție de tipul de diabet – SUA.bandit.Mortal Weekly 67, 359 (2018).
Jensen, MH şi colab.Monitorizarea profesională continuă a glicemiei în diabetul de tip 1: detectarea retrospectivă a hipoglicemiei.J. Știința Diabetului.tehnologie.7, 135–143 (2013).
Witkowska Nery, E., Kundys, M., Jeleń, PS & Jönsson-Niedziółka, M. Detectarea electrochimică a glucozei: mai există loc de îmbunătățire? Witkowska Nery, E., Kundys, M., Jeleń, PS & Jönsson-Niedziółka, M. Detectarea electrochimică a glucozei: mai există loc de îmbunătățire?Witkowska Neri, E., Kundis, M., Eleni, PS și Jonsson-Nedzulka, M. Determinarea electrochimică a nivelurilor de glucoză: mai există oportunități de îmbunătățire? 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 și Jonsson-Nedzulka, M. Determinarea electrochimică a nivelurilor de glucoză: există oportunități de îmbunătățire?anus Chimic.11271–11282 (2016).
Jernelv, IL şi colab.Revizuirea metodelor optice pentru monitorizarea continuă a glucozei.Aplicați Spectrum.54, 543–572 (2019).
Park, S., Boo, H. & Chung, TD Senzori electrochimici de glucoză neenzimatici. Park, S., Boo, H. & Chung, TD Senzori electrochimici de glucoză neenzimatici.Park S., Bu H. și Chang TD Senzori de glucoză neenzimatici electrochimici.Park S., Bu H. și Chang TD Senzori de glucoză neenzimatici electrochimici.anus.Chim.revistă.556, 46–57 (2006).
Harris, JM, Reyes, C. & Lopez, GP Cauze comune ale instabilității glucozooxidazei în biosensing in vivo: o scurtă revizuire. Harris, JM, Reyes, C. & Lopez, GP Cauze comune ale instabilității glucozooxidazei în biosensing in vivo: o scurtă revizuire.Harris JM, Reyes S. și Lopez GP Cauze comune ale instabilității glucozooxidazei în testul biosenzor in vivo: o scurtă trecere în revistă. 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. și Lopez, GPHarris JM, Reyes S. și Lopez GP Cauze comune ale instabilității glucozooxidazei în testul biosenzor in vivo: o scurtă trecere în revistă.J. Știința Diabetului.tehnologie.7, 1030–1038 (2013).
Diouf, A., Bouchikhi, B. & El Bari, N. Un senzor de glucoză electrochimic neenzimatic bazat pe polimer imprimat molecular și aplicarea acestuia în măsurarea glucozei din saliva. Diouf, A., Bouchikhi, B. & El Bari, N. Un senzor de glucoză electrochimic neenzimatic bazat pe polimer imprimat molecular și aplicarea acestuia în măsurarea glucozei din saliva.Diouf A., Bouchihi B. și El Bari N. Senzor de glucoză electrochimic non-enzimatic bazat pe un polimer imprimat molecular și aplicarea acestuia pentru măsurarea nivelului de glucoză din salivă. Diouf, A., Bouchikhi, B. & El Bari, N.用。 Diouf, A., Bouchikhi, B. & El Bari, N. Senzor electrochimic de glucoză non-enzimatic bazat pe polimer de imprimare moleculară și aplicarea acestuia în măsurarea glucozei salivare.Diouf A., Bouchihi B. și El Bari N. Senzori de glucoză electrochimici non-enzimatici bazați pe polimeri imprimați molecular și aplicarea lor pentru măsurarea nivelului de glucoză din salivă.proiectul științei alma mater S. 98, 1196–1209 (2019).
Zhang, Yu și colab.Detectarea sensibilă și selectivă a glucozei neenzimatice bazată pe nanofire CuO.Sens. Actuators B Chem., 191, 86–93 (2014).
Mu, Y., Jia, D., He, Y., Miao, Y. & Wu, HL Senzori de glucoză neenzimatici modificați cu nano oxid de nichel, cu sensibilitate sporită printr-o strategie de proces electrochimic la potențial ridicat. Mu, Y., Jia, D., He, Y., Miao, Y. & Wu, HL Senzori de glucoză neenzimatici modificați cu nano oxid de nichel, cu sensibilitate sporită printr-o strategie de proces electrochimic la potențial ridicat. Mu, Y., Jia, D., El, Y., Miao, Y. & Wu, HL вствительностью благодаря стратегии электрохимического процесса при высоком потенциале. Mu, Y., Jia, D., He, Y., Miao, Y. & Wu, HL Senzori de glucoză neenzimatici modificați cu nanooxid de nichel cu sensibilitate sporită printr-o strategie de proces electrochimic cu potențial ridicat. Mu, Y., Jia, D., He, Y., Miao, Y. & Wu, HL 纳米氧化镍改性非酶促葡萄糖传感器，通过高电位化高电位甥甭电位町甭电传了灵敏度。 Mu, Y., Jia, D., He, Y., Miao, Y. & Wu, HL Modificarea nano-oxidului de nichel Mu, Y., Jia, D., He, Y., Miao, Y. & Wu, HL Nano-NiO модифицированный неферментативный датчик глюкозы сетновыш сетновыш благодаря высокопотенциальной стратегии электрохимического процесса. Mu, Y., Jia, D., He, Y., Miao, Y. & Wu, HL Senzor de glucoză non-enzimatic modificat Nano-NiO, cu sensibilitate îmbunătățită prin strategie de proces electrochimic cu potențial ridicat.senzor biologic.bioelectronica.26, 2948–2952 (2011).
Shamsipur, M., Najafi, M. & Hosseini, MRM Electrooxidare foarte îmbunătățită a glucozei la un electrod de carbon sticlos modificat cu nanotuburi de carbon cu pereți multipli de oxid de nichel (II). Shamsipur, M., Najafi, M. & Hosseini, MRM Electrooxidare foarte îmbunătățită a glucozei la un electrod de carbon sticlos modificat cu nanotuburi de carbon cu pereți multipli de oxid de nichel (II).Shamsipur, M., Najafi, M. și Hosseini, MRM Electrooxidare foarte îmbunătățită a glucozei pe un electrod de carbon sticlos modificat cu oxid de nichel (II) / nanotuburi de carbon cu pereți multipli.Shamsipoor, M., Najafi, M. și Hosseini, MRM Electrooxidare foarte îmbunătățită a glucozei pe electrozi de carbon sticloși modificați cu oxid de nichel (II) / nanotuburi de carbon multistrat.Bioelectrochemistry 77, 120–124 (2010).
Veeramani, V. şi colab.Un nanocompozit de carbon poros și oxid de nichel cu un conținut ridicat de heteroatomi ca senzor de înaltă sensibilitate fără enzime pentru detectarea glucozei.Sens. Actuatori B Chim.221, 1384–1390 (2015).
Marco, JF și colab.Caracterizarea cobaltatului de nichel NiCo2O4 obtinut prin diverse metode: XRD, XANES, EXAFS si XPS.J. Chimie a stării solide.153, 74–81 (2000).
Zhang, J., Sun, Y., Li, X. & Xu, J. Fabricarea nanobelt NiCo2O4 printr-o metodă de co-precipitare chimică pentru aplicarea senzorului electrochimic de glucoză neenzimatică. Zhang, J., Sun, Y., Li, X. & Xu, J. Fabricarea nanobelt NiCo2O4 printr-o metodă de co-precipitare chimică pentru aplicarea senzorului electrochimic de glucoză neenzimatică. Zhang, J., Sun, Y., Li, X. & Xu, J. Изготовление нанопояса NiCo2O4 методом химического соосаждения для примения примение ктрохимического сенсора глюкозы. Zhang, J., Sun, Y., Li, X. & Xu, J. Fabricarea nanobelt NiCo2O4 prin metoda de depunere chimică pentru aplicarea senzorului electrochimic de glucoză neenzimatică. Zhang, J., Sun, Y., Li, X. și Xu, J. 通过化学共沉淀法制备NiCo2O4 纳米带用于非酶促葡萄糖学共沉淀法制备NiCo2O4 Zhang, J., Sun, Y., Li, X. & Xu, J. Prin chimie 共沉激法光容NiCo2O4 nano如这些非话能生能糖系统电影电冱电影电影电影电影甖Zhang, J., Sun, Y., Li, X. și Xu, J. Prepararea nanoribonilor NiCo2O4 prin metoda de precipitare chimică pentru aplicarea senzorului electrochimic neenzimatic de glucoză.J. Imbinari ale aliajelor.831, 154796 (2020).
Saraf, M., Natarajan, K. & Mobin, SM Nanorods poroase multifuncționale NiCo2O4: detectarea sensibilă a glucozei fără enzime și proprietățile supercapacitorului cu investigații spectroscopice de impedanță. Saraf, M., Natarajan, K. & Mobin, SM Nanorods poroase multifuncționale NiCo2O4: detectarea sensibilă a glucozei fără enzime și proprietățile supercapacitorului cu investigații spectroscopice de impedanță. Saraf, M., Natarajan, K. & Mobin, SMNanorodul NiCo2O4 poros multifuncțional: detectarea sensibilă a glucozei fără enzime și proprietățile supercapacitorului cu studii spectroscopice de impedanță.Saraf M, Natarajan K și Mobin SM Nanorod NiCo2O4 poroase multifuncționale: detectarea sensibilă a glucozei fără enzime și caracterizarea supercondensatorilor prin spectroscopie de impedanță.Nou J. Chem.41, 9299–9313 (2017).
Zhao, H., Zhang, Z., Zhou, C. & Zhang, H. Reglarea morfologiei și mărimii nanofoilor NiMoO4 ancorate pe nanofire NiCo2O4: hibridul optimizat nucleu-cochiliu pentru supercondensatori asimetrici cu densitate mare de energie. Zhao, H., Zhang, Z., Zhou, C. & Zhang, H. Reglarea morfologiei și mărimii nanofoilor NiMoO4 ancorate pe nanofire NiCo2O4: hibridul optimizat nucleu-cochiliu pentru supercondensatori asimetrici cu densitate mare de energie.Zhao, H., Zhang, Z., Zhou, K. și Zhang, H. Reglarea morfologiei și mărimii nanofoilor NiMoO4 ancorate pe nanofire NiCo2O4: nucleu-shell hibrid optimizat pentru supercondensatori asimetrici cu densitate mare de energie. Zhao, H., Zhang, Z., Zhou, C. și Zhang, H. 调整固定在NiCo2O4 纳米线上的NiMoO4 纳米片的形态和尺寸态和尺寸态和尺寸：用尺寸：用尺寸：用尺定在NiCo2O4超级电容器的优化核-壳混合体。 Zhao, H., Zhang, Z., Zhou, C. și Zhang, H. Reglarea morfologiei și mărimii nanofoilor NiMoO4 imobilizate pe nanofire NiCo2O4: optimizarea hibrizilor miez-cochiliu pentru corpul supercondensatorilor asimetrici cu densitate mare de energie.Zhao, H., Zhang, Z., Zhou, K. și Zhang, H. Reglarea morfologiei și mărimii nanofoilor NiMoO4 imobilizate pe nanofire NiCo2O4: un hibrid optimizat miez-cochiliu pentru corpul supercondensatorilor asimetrici cu densitate mare de energie.Aplicați pentru surfing.541, 148458 (2021).
Zhuang Z. şi colab.Senzor de glucoză non-enzimatic cu sensibilitate crescută bazat pe electrozi de cupru modificați cu nanofire CuO.analist.133, 126–132 (2008).
Kim, JY şi colab.Reglarea suprafeței nanorodurilor ZnO pentru a îmbunătăți performanța senzorilor de glucoză.Sens. Actuators B Chem., 192, 216–220 (2014).
Ding, Y., Wang, Y., Su, L., Zhang, H. & Lei, Y. Pregătirea și caracterizarea nanofibrelor NiO–Ag, a nanofibrelor NiO și a Ag poros: spre dezvoltarea unui non foarte sensibil și selectiv -senzor de glucoză enzimatic. Ding, Y., Wang, Y., Su, L., Zhang, H. & Lei, Y. Pregătirea și caracterizarea nanofibrelor NiO–Ag, a nanofibrelor NiO și a Ag poros: spre dezvoltarea unui non foarte sensibil și selectiv -senzor de glucoză enzimatic.Ding, Yu, Wang, Yu, Su, L, Zhang, H. și Lei, Yu.Prepararea și caracterizarea nanofibrelor NiO-Ag, nanofibrelor NiO și Ag poros: spre dezvoltarea unui senzor de glucoză enzimatic foarte sensibil și selectiv. Ding, Y., Wang, Y., Su, L., Zhang, H. si Lei, Y. NiO-Ag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. și Lei, Yu.Prepararea și caracterizarea nanofibrelor NiO-Ag, a nanofibrelor NiO și a argintului poros: către un senzor de stimulare a glucozei neenzimatică foarte sensibil și selectiv.J. Alma mater.Chimic.20, 9918–9926 (2010).
Cheng, X. şi colab.Determinarea carbohidraților prin electroforeză a zonei capilare cu detecție amperometrică pe un electrod de pastă de carbon modificat cu nanooxid de nichel.chimia alimentară.106, 830–835 (2008).
Casella, IG Electrodepunerea filmelor subțiri de oxid de cobalt din soluții de carbonați care conțin complexe Co(II)-tartrat.J. Electroanal.Chimic.520, 119–125 (2002).
Ding, Y. şi colab.Nanofibre Co3O4 electrofilate pentru detectarea sensibilă și selectivă a glucozei.senzor biologic.bioelectronica.26, 542–548 (2010).
Fallatah, A., Almomtan, M. & Padalkar, S. Biosenzori de glucoză pe bază de oxid de ceriu: Influența morfologiei și a substratului de bază asupra performanței biosenzorului. Fallatah, A., Almomtan, M. & Padalkar, S. Biosenzori de glucoză pe bază de oxid de ceriu: Influența morfologiei și a substratului de bază asupra performanței biosenzorului.Fallata, A., Almomtan, M. și Padalkar, S. Biosenzori de glucoză pe bază de oxid de ceriu: efectele morfologiei și substratul major asupra performanței biosenzorului.Fallata A, Almomtan M și Padalkar S. Biosenzori de glucoză pe bază de ceriu: efectele morfologiei și ale matricei de bază asupra performanței biosenzorilor.ACS este acceptat.Chimic.proiect.7, 8083–8089 (2019).