Diseño racional de aglutinante. | Grupo de ánodos de titanio ICCP de Baoding

Scientific Reports volumen 5, Número de artículo: 10617 (2015) Citar este artículo

Se esperaba que los nanocompuestos unidimensionales de óxido metálico y metal noble presentaran un rendimiento superior para la detección de glucosa no enzimática debido a su buena conductividad y alta actividad catalítica heredada del metal noble y el óxido metálico, respectivamente. Como prueba de concepto, sintetizamos un compuesto de óxido de oro y cobre (Au/CuO) con una estructura única de nanocoliflores unidimensionales. Debido a la naturaleza del método de síntesis, no se necesitó ningún aglutinante extraño para mantener el Au o el CuO en su lugar. Hasta donde sabemos, este es el primer intento de combinar óxido metálico y metal noble en un estilo sin aglutinantes para fabricar un sensor de glucosa no enzimático. Las nanocoliflores de Au/CuO con gran superficie activa electroquímica y alta área de contacto de electrolitos prometerían un amplio rango lineal y una detección de glucosa altamente sensible con buena estabilidad y reproducibilidad debido a su buena conductividad eléctrica de Au y alta actividad electrocatalítica de CuO.

La detección precisa del nivel de glucosa en sangre es esencial para el diagnóstico clínico en el control de la diabetes1,2,3,4. Tradicionalmente, la concentración de glucosa se controla mediante un sistema amperométrico, en el que la glucosa se oxida enzimáticamente mediante una glucosa oxidasa (GOx) altamente selectiva inmovilizada en la superficie del electrodo y los electrones así generados o el producto de reacción, el peróxido de hidrógeno (H2O2), se miden posteriormente para determinar la concentración de glucosa5,6,7,8. Por la naturaleza de la enzima, el sensor de glucosa basado en GOx posee selectividad, pero su aplicación aún es limitada debido a los inconvenientes inherentes asociados con la purificación, inmovilización y protección de la enzima contra la desnaturalización. Además, la gran distancia entre el centro redox del grupo flavina (FAD) profundamente incrustado de GOx y la superficie del electrodo complica el sistema y requiere que ciertas lanzaderas de electrones estén presentes en las muestras, lo que posiblemente sea la barrera más grande que limita la sensibilidad de este método9. 10. Con este fin, la detección electrocatalítica directa y no enzimática de glucosa ha despertado recientemente un gran interés, ya que promete un sensor sin transferencia de electrones y, por lo tanto, una alta sensibilidad y repetibilidad11,12.

Para una detección electrocatalítica no enzimática exitosa de glucosa, se requiere una alta conductividad y actividad catalítica del electrocatalizador. Entre todos los materiales candidatos para el electrocatalizador en la detección de glucosa, incluidos metales nobles13,14,15, óxidos metálicos16,17,18, materiales de carbono19,20,21, aleaciones mesoporosas22 y polímeros23,24, se han distinguido metales nobles y materiales de óxidos metálicos. ellos mismos. Recientemente, varias nanoestructuras, como nanobarras25, nanocables26, nanotubos27,28, materiales dendríticos29 y mesoporosos30,31, han recibido una atención significativa debido a su alta superficie, separación eficiente de cargas, etc., que son beneficiosas para muchas aplicaciones. Entre los métodos de síntesis para fabricar nanoestructuras unidimensionales, la anodización se destaca debido a su versatilidad, un solo paso, su bajo costo y, lo que es más importante, su conexión perfecta entre el sustrato metálico y las nanoestructuras anodizadas, lo que literalmente convierte a las nanoestructuras así preparadas en un electrodo ideal con alta conductividad32,33,34,35. Generalmente, en un proceso de detección electroquímico no enzimático convencional, los electrocatalizadores se preparan en forma de nanopartículas y luego se inmovilizan sobre sustratos conductores con la ayuda de ciertos aglutinantes poliméricos, que generalmente son aislantes y electroquímicamente inactivos. La presencia de aglutinantes poliméricos en los sistemas convencionales aumenta inevitablemente la resistencia en serie, bloquea los sitios que de otro modo serían catalíticamente activos e impide la difusión del electrolito, lo que en última instancia conduce a una actividad electrocatalítica significativamente reducida y a un rendimiento deficiente de los sensores. Por las razones mencionadas anteriormente, las nanoestructuras unidimensionales anodizadas pueden ser una solución racional al problema de los sistemas convencionales.

En este estudio, proponemos utilizar nanoestructura unidimensional anodizada de óxido metálico y compuesto de metal noble para la detección de glucosa no enzimática. El compuesto de óxido metálico y metal noble es una elección acertada ya que presentaría un buen rendimiento electrocatalítico además de conductividad y alta actividad catalítica heredadas del metal noble y del óxido metálico respectivamente. Como prueba de concepto, sintetizamos un compuesto de óxido de oro y cobre (Au/CuO) con nanoestructura unidimensional. Entre los metales nobles comunes, el Au presentó propiedades conductoras altamente estables y buena actividad catalítica36,37; además, el mecanismo catalítico detallado de la glucosa sobre sustrato de oro y la estrategia operativa para mejorar la selectividad y la capacidad antiinterferente han sido bien propuestos y determinados por Pasta y Cui38,39, que se distinguió como la mejor opción para construir un sensor no enzimático. Para los óxidos metálicos, se seleccionó el CuO debido a su alta actividad catalítica, bajo costo, abundancia de cobre en la corteza terrestre40,41 y, lo que es más importante, al hecho de que la estructura unidimensional de nanocables de CuO podría sintetizarse fácilmente mediante anodización42,43. Las nanopartículas de Au se decoraron en la matriz de nanocables de CuO anodizado con un método de fotorreducción simple, adquiriendo una estructura de nanocoliflor única. Debido a la naturaleza del método de síntesis, no se necesitó ningún aglutinante extraño para mantener el Au o el CuO en su lugar. Hasta donde sabemos, este es el primer intento de combinar óxido metálico y metal noble en un estilo sin aglutinantes para fabricar un sensor de glucosa no enzimático. Las nanocoliflores de Au/CuO con gran superficie activa electroquímica y alta área de contacto de electrolitos prometerían un amplio rango lineal y una detección de glucosa altamente sensible con buena estabilidad y reproducibilidad debido a su buena conductividad eléctrica de Au y alta actividad electrocatalítica de CuO.

Los procedimientos de preparación para la nanocoliflor de Au/CuO se ilustran en la Fig. 1. Primero, limpió una lámina de cobre, la anodizó electroquímicamente en un sistema convencional de tres electrodos para formar matrices de nanocables de Cu(OH)2 y luego la recoció a 180 °C durante 1 h. para convertir Cu (OH) 2 en CuO con las matrices de nanocables bien conservadas. En segundo lugar, las nanopartículas de Au se depositaron sobre los nanocables de CuO mediante una reducción fotocatalítica directa de HAuCl4 en solución acuosa, formando estructuras de nanocoliflor únicas. A modo de comparación, también se prepararon electrodos compuestos de Cu(OH)2, CuO y Au/Cu(OH)2 siguiendo el mismo procedimiento.

Una ilustración esquemática de la preparación de un compuesto de nanocoliflor de Au/CuO.

Las Figuras 2a-d presentan las imágenes de microscopía electrónica de barrido (SEM) de los nanocables de Cu (OH) 2, nanocables de Au/Cu(OH)2, nanocables de CuO y nanocoliflores de Au/CuO, respectivamente. Como se puede ver, una capa densa de nanocables de Cu(OH)2 cubrió el sustrato de lámina de Cu después de la anodización (Fig. 2a1-a3) y con las nanopartículas de Au depositadas en la parte superior, el Cu(OH)2 pudo mantener la Estructuras uniformes de nanocables (Fig. 2b1-b3). Después del recocido, los nanocables azulados de Cu (OH) 2 se convirtieron en nanocables de CuO negros con superficies algo rugosas (Fig. 2c1-c3). La longitud de los nanocables de CuO era de alrededor de 8 ~ 10 μm (Figura complementaria S1). Los espectros de espectroscopía de rayos X de dispersión de energía (EDS) de Au / CuO presentan evidencia de la carga exitosa de Au (suplementario, Fig. S2). Como se muestra en la Fig. 2d1-d3, a diferencia del caso de Au/Cu(OH)2, para Au/CuO, el Au cubrió completamente todas las superficies de los nanocables de CuO, lo que puede atribuirse a que las superficies rugosas de los nanocables de CuO son Au activas. sitios de carga. Más interesante aún, había nanoagregados de Au encima de cada punta de nanocables debido a la disponibilidad espacial, que presentaban una estructura uniforme de nanocoliflores (suplementario, Fig. S3). Vale la pena mencionar que el pH de la solución acuosa de HAuCl4 tuvo un efecto significativo en la deposición de Au y en este trabajo se utilizó un valor de pH optimizado de 6,5 tanto en el caso de Au/Cu(OH)2 como en el de Au/CuO. Se descubrió que un valor de pH más bajo daría como resultado la eliminación de los nanocables del sustrato de lámina de cobre (Figura complementaria S4), mientras que un valor de pH más alto no lograría depositar Au en los nanocables (Figura complementaria S5).

Imagen MEB.

(a) nanocables de Cu(OH)2, (b) nanocables de Au/Cu(OH)2, (c) nanocables de CuO y (d) nanocoliflores de Au/CuO en varios aumentos.

Las estructuras cristalinas de las muestras de Cu(OH)2, Au/Cu(OH)2, CuO y Au/CuO se caracterizaron y confirmaron con éxito mediante difracción de rayos X (DRX). Como se muestra en la Fig. 3, hay un pico de difracción débil a 43,3° y dos picos de difracción fuertes a 50,4° y 74,1° que provienen del sustrato de lámina de cobre (JCPDS 04-0836). Para la muestra de Cu(OH)2, los picos de difracción indexados al Cu(OH)2 ortorrómbico (JCPDS 80-0656) se pudieron identificar claramente. Mientras que los picos de difracción a 35,5°, 38,7°, 61,5° y 66,2° en la muestra de CuO se pueden asignar a los planos (11-1), (111), (11-3) y (31-1) de la fase de CuO. (JCPDS 48-1548), sin ningún pico agudo que pueda indexarse a otras impurezas que indiquen una alta pureza del CuO. En particular, tanto las muestras de Au/Cu(OH)2 como Au/CuO presentan picos de difracción a 38,2°, 44,3°, 64,5° y 77,5°, los cuales pueden asignarse a (111), (200), (220) y (311) planos de fase Au (JCPDS 65-2870), con el plano (111) de Au superponiéndose significativamente con el plano (022) de Cu(OH)2 y (111) plano de CuO. Los tamaños cristalinos promedio de Au se estimaron a partir de la ecuación de Debye-Scherrer desde el plano cristalino (200) con 13,8 nm y 12,4 nm para Au/Cu(OH)2 y Au/CuO respectivamente44.

Patrones XRD.

(a) Cu(OH)2, (b) Au/Cu(OH)2, (c) CuO y (d) Au/CuO.

Los espectros de estudio de espectroscopia fotoelectrónica de rayos X (XPS) de Au / CuO indican claramente elementos Cu, O y Au, sin que se determinen otras impurezas (Figura complementaria S6a, b). El XPS del nivel central de Cu 2p se presenta en la Fig. 4a donde se muestran dos picos ubicados en 934.0 y 954.0 eV, que pueden asignarse a la energía de unión de Cu 2p3/2 y Cu 2p1/2 respectivamente, lo que indica la presencia del Cu2+ en la muestra45. Además, también se observan dos picos de satélite de sacudida adicionales para Cu 2p3/2 y Cu 2p1/2 a 941,8 y 961,9 eV en el lado de mayor energía de enlace, lo que implica la presencia de una capa de Cu 3d9 sin llenar y, por lo tanto, confirma aún más la existencia de Cu2+ en la superficie de la muestra. El XPS a nivel central de O 1 en la Fig. 4b presenta dos picos de banda a 529,7 y 531,2 eV, que pueden atribuirse al oxígeno en la red de CuO y a la adsorción de hidroxilo en su superficie46. El nivel central de Au 4f de Au/CuO (Fig. 4c) puede equiparse con dos picos con una energía de enlace de 84,0 y 87,7 eV, correspondientes a Au 4f7/2 y Au 4f5/2 respectivamente, lo que se atribuye al oro metálico. Au(0)47.

XPS de alta resolución de muestra de Au/CuO.

(a) Cu 2p, (b) O 1s y (c) Au 4f.

Las propiedades electroquímicas de las muestras de Cu(OH)2, Au/Cu(OH)2, CuO y Au/CuO se investigaron con un método de voltamperometría cíclica (CV) en solución de NaOH 1,0 M con una velocidad de escaneo de 50 mV s-1 y Área de trabajo de 1,0 cm2. Como se muestra en la Fig. 5a, todas las muestras presentaron un pico de oxidación en el rango de 0,3 a 0,5 V, lo que puede atribuirse a la conversión de Cu (II) a Cu (III) que, una vez formado, puede actuar como medio de transferencia de electrones para la oxidación de la glucosa48,49. Entre todas las muestras, Au/CuO mostró la mayor densidad de corriente anódica y los potenciales de oxidación más bajos, lo que implica su mayor rendimiento electrocatalítico. Este resultado era esperado debido a la buena conductividad de las nanoestructuras de Au y la alta actividad catalítica de los nanocables de CuO.

Detección electroquímica no enzimática.

(a) Voltamogramas cíclicos de Cu(OH)2, Au/Cu(OH)2, CuO y Au/CuO en NaOH 1,0 M con una velocidad de barrido de 50 mV s-1; (b) voltamogramas de barrido lineal del electrodo de Au/CuO en varias concentraciones de glucosa con una velocidad de exploración de 50 mV s-1 restando la respuesta en blanco en NaOH 1,0 M; (c) respuestas amperométricas del electrodo de Au/CuO con adición sucesiva de glucosa a 0,35 V frente a Ag/AgCl, el recuadro superior izquierdo es la curva de calibración de concentración de glucosa actual y el recuadro inferior derecho es la curva de calibración en concentraciones bajas de glucosa .

Se registró una serie de voltamogramas de barrido lineal (LSV) en el electrodo de Au / CuO a varias concentraciones de glucosa y se presentaron en la Fig. 5b y en la Fig. Suplementaria S7, restándose la respuesta en blanco en la solución de NaOH. Claramente, con un aumento en la concentración de glucosa, la corriente anódica aumentó, alcanzó un máximo de 0,35 V frente a Ag/AgCl antes de disminuir a partir de entonces. Como resultado, se seleccionó el potencial de 0,35 V vs Ag/AgCl como voltaje de detección para pruebas amperométricas posteriores con el fin de optimizar la respuesta electrocatalítica y obtener la mejor sensibilidad. En la Fig. 5c se presentó un tiempo de corriente típico (curva It) del electrodo sensor de Au / CuO, que muestra que el sensor de Au / CuO produjo una excelente respuesta amperométrica con un tiempo de respuesta corto, en respuesta a la adición de glucosa con diferentes concentraciones. . Se trazó además una curva de calibración y se presentó en el recuadro superior izquierdo de la Fig. 5c, que mostró una alta sensibilidad de 708,7 μA mM-1 cm-2 y la curva de calibración en baja concentración se presentó en el recuadro inferior derecho de la Fig. .5c, los cuales ayudaron a demostrar un límite de detección bajo de 0,3 μM (S/N = 3) y un amplio rango lineal. Se registraron las curvas It de las muestras de Cu (OH) 2, Au/Cu(OH) 2, CuO y Au/CuO para determinar sus propiedades de detección amperométrica (Figura complementaria S8-11) y la sensibilidad, el rango lineal y la detección correspondientes. El límite se resume en la Tabla 1. Como se esperaba, el sensor de Au/CuO presentó un rendimiento superior a otros debido a la combinación racional del metal noble y el óxido metálico dentro de una nanoestructura deseable.

Se investigaron las respuestas CV del electrodo de Au / CuO a diferentes velocidades de escaneo (Fig. 6a) para confirmar el modelo de reacción redox. Como se presenta en la Fig. 6b, las corrientes máximas anódicas y catódicas variaron linealmente con una velocidad de exploración potencial en el rango de 5 a 500 mV s-1, lo que sugirió que la reacción redox es un proceso confinado a la superficie50,51 y las moléculas de glucosa fueron Se oxidó directamente en la superficie del electrodo compuesto y el electrón se transfirió directamente, sin otros mediadores.

Caracterización electroquímica.

( a ) Voltamogramas cíclicos obtenidos en el electrodo de nanocoliflor de Au / CuO en presencia de glucosa 1 mM en NaOH 1,0 M a diferentes velocidades de exploración, (b) la relación entre la corriente máxima con la velocidad de exploración. (c) Gráficos de Nyquist de muestras de Cu(OH)2, Au/Cu(OH)2, CuO y Au/CuO recolectadas a potencial de circuito abierto. (d) Propiedad antiinterferencia del electrodo de Au/CuO con la adición inicial de glucosa 1,0 mM y UA, AA y DA 0,05 mM y luego nuevamente glucosa 1,0 mM, seguida de la adición de sacarosa, lactosa y maltosa 0,02 mM y la última adición de glucosa 1,0 mM.

La medición del espectro de impedancia electroquímica (EIS) es una herramienta poderosa para estudiar las propiedades electrónicas en la interfaz del electrodo. Las mediciones de EIS se llevaron a cabo para demostrar la mejora de la conductividad después de la carga de Au, cubriendo la frecuencia del intervalo de 105 a 0,1 Hz utilizando una amplitud de 10 mV en el potencial de circuito abierto del sistema. La Fig. 6c presenta gráficos de Nyquist para las muestras de Cu(OH)2, Au/Cu(OH)2, CuO y Au/CuO, respectivamente. Los semicírculos en los gráficos de Nyquist transmiten información sobre el proceso de transferencia de carga, ya que los diámetros de los semicírculos son iguales a la resistencia de transferencia de carga de una muestra52. Como se muestra en la Fig. 6c, la muestra de Au/CuO exhibió el diámetro semicircular más pequeño; de hecho, confirmó la transferencia acelerada de electrones en presencia de las nanoestructuras de Au, ya que Au/CuO exhibió la resistencia más baja entre todas las muestras.

La propiedad antiinterferencias es otro parámetro esencial para el sensor de glucosa no enzimático, ya que una buena selectividad garantiza una alta precisión. La selectividad del sensor Au/CuO se comprobó con distintos reactivos potencialmente perturbadores. Como se muestra en la Fig. 6d, la adición de 1,0 mM de glucosa dio como resultado un aumento de corriente rápido y significativo, mientras que una adición de 0,1 mM de ácido úrico (UA), ácido ascórbico (AA), dopamina (DA) y 0,05 mM de tales Los sacáridos como sacarosa, lactosa y maltosa no causaron cambios observables en la corriente. Teniendo en cuenta que las concentraciones de estas sustancias perturbadoras analizadas en plasma son sustancialmente más bajas que las de la glucosa53,54, el sensor de Au/CuO posee una selectividad muy favorable hacia la detección de glucosa.

Para evaluar más a fondo la reproducibilidad, se investigaron cinco electrodos de Au/CuO a 0,35 V para comparar su respuesta de corriente amperométrica y se logró una buena desviación estándar relativa del 1,56 %, lo que confirma la buena reproducibilidad. Además, también se probó la estabilidad a largo plazo de los electrodos de Au/CuO estudiando la respuesta actual de forma intermitente en un período de 30 días y se encontró una buena repetibilidad para la misma muestra de glucosa, lo que sugiere que el electrodo de Au/CuO es bastante estable. para la detección de glucosa.

En resumen, hemos sintetizado con éxito el electrodo de nanocoliflor de Au/CuO para la detección de glucosa no enzimática altamente sensible y hemos demostrado que el compuesto de metal noble/óxido de metal con conexión sin aglutinantes presenta una excelente actividad electrocatalítica y alta sensibilidad. Este estudio es el primer paso significativo en la exploración de compuestos de metales nobles y óxidos de metales para la detección no enzimática.

Todos los productos químicos eran de grado analítico y se utilizaron tal como se compraron sin purificación adicional. Las láminas de cobre (espesor de 0,1 mm) fueron suministradas por Hebei Jinjia Metal Materials Ltd. Co (RP China). Macklin Inc, Shanghai, China, suministró HAuCl4, hidróxido de sodio, glucosa, dopamina, ácido ascórbico, ácido úrico, sacarosa, lactosa y maltosa. La lámina de Cu se anodizó en una solución alcalina (NaOH 3 M) durante 30 minutos a 10 mA cm-2 para formar nanocables de Cu(OH)2. La temperatura de las celdas electroquímicas se mantuvo a 25 °C para todos los experimentos. El nanocable anodizado se recoció a 180 oC durante 1 h para convertir Cu (OH) 2 en CuO. Las matrices de nanocables se sumergieron en una solución de HAuCl4 (pH = 6,0) bajo irradiación de luz solar simulada (100 mW cm-2) durante 30 minutos para la deposición de Au.

Las morfologías de los electrodos se caracterizaron mediante microscopía electrónica de barrido (SEM, FEI, Quanta 600). La estructura cristalina de las muestras se analizó mediante difracción de rayos X (DRX) (difractómetro Bruker D8 Discover, utilizando radiación Cu Kα (1,540598 Å)). Las composiciones químicas y el estado se analizaron mediante espectroscopia fotoelectrónica de rayos X (XPS) con un instrumento Axis Ultra (Kratos Analytical) en vacío ultraalto (<10-8 torr) y utilizando una fuente de rayos X monocromática Al Kα. El pico adventicio de carbono 1 s se calibró a 284,8 eV y se utilizó como estándar interno para compensar cualquier efecto de carga.

Todas las mediciones electroquímicas, incluida la voltamperometría cíclica, la cronoamperometría y el espectroscopio de impedancia electroquímica, se realizaron con la estación de trabajo electroquímica CHI 660E en un sistema de tres electrodos con electrodos de nanocables como electrodo de trabajo (el área geométrica en solución es de 1,0 cm2) y una lámina de platino como contraelectrodo. y Ag/AgCl con solución saturada de KCl como electrodo de referencia.

Cómo citar este artículo: Li, Z. et al. Diseño racional de matrices de metales nobles/óxidos metálicos sin aglutinantes con estructura de nanocoliflor para una detección de glucosa no enzimática de amplio rango lineal. Ciencia. Rep. 5, 10617; doi: 10.1038/srep10617 (2015).

Heller, A. & Feldman, B. Sensores electroquímicos de glucosa y sus aplicaciones en el control de la diabetes. Química. Rev. 108, 2482–2505 (2008).

CAS PubMed Google Académico

Ronkainen, Nueva Jersey, Halsall, HB y Heineman, WR Biosensores electroquímicos. Química. Soc. Rev. 39, 1747–1763 (2010).

CAS PubMed Google Académico

Lang, XY y cols. Microelectrodos de óxido de cobalto soportados en oro nanoporoso como biosensores electroquímicos de alto rendimiento. Nat. Comunitario. 4, 2169 10.1038/ncomms3169 (2013).

Artículo CAS PubMed ADS Google Scholar

Su, J. y col. Sensor de glucosa personal para el diagnóstico temprano del cáncer en el lugar de atención. Química. Comunitario. 48, 6909–6911 (2012).

CAS Google Académico

Wang, J. Biosensores electroquímicos de glucosa. Química. Rev. 108, 814–825 (2008).

CAS PubMed Google Académico

Kim, DM y cols. Mediador de transferencia de electrones para un sensor de glucosa basado en NAD-glucosa deshidrogenasa. Anal. Química. 85, 11643–11649 (2013).

CAS PubMed Google Académico

Tang, J. y col. Detección enzimática sensible de glucosa mediante biosensores fotoelectroquímicos de nanocables de TiO2. J. Mater. Química. A 2, 6153–6157 (2014).

CAS Google Académico

Si, P. et al. TiO2 unidimensional estructurado jerárquicamente para la inmovilización de proteínas, electroquímica directa y detección de glucosa sin mediadores. ACS Nano 5, 7617–7626 (2011).

CAS PubMed Google Académico

Li, J., Li, Y., Zhang, Y. & Wei, G. Sensor electroquímico de impresión molecular altamente sensible basado en la doble amplificación mediante un polímero catalítico de azul de Prusia inorgánico y el efecto enzimático de la glucosa oxidasa. Anal. Química. 84, 1888–1893 (2012).

CAS PubMed Google Académico

Chen, C. y col. Avances recientes en biosensores electroquímicos de glucosa: una revisión. RSC Avanzado. 3, 4473–4491 (2013).

CAS Google Académico

Tian, K., Prestgard, M. y Tiwari, A. Una revisión de los avances recientes en sensores de glucosa no enzimáticos. Madre. Ciencia. Ing. C 41, 100-118 (2014).

CAS Google Académico

Guo, C., Huo, H., Han, X., Xu, C. & Li, H. Electrodo de nanocables de núcleo-cubierta bifuncional de Ni/CdS Ti @ TiO2 para detección de glucosa no enzimática de alto rendimiento. Anal. Química. 86, 876–883 (2014).

CAS PubMed Google Académico

Bai, H., Han, M., Du, Y., Bao, J. y Dai, Z. Síntesis fácil de nanoestructuras tubulares porosas de paladio y su aplicación en un sensor de glucosa no enzimático. Química. Comunitario. 46, 1739-1741 (2010).

CAS Google Académico

Park, S., Chung, TD y Kim, HC Detección de glucosa no enzimática utilizando platino mesoporoso. Anal. Química. 75, 3046–3049 (2003).

CAS PubMed Google Académico

Ni, P. y col. Síntesis fácil de nanocompuesto azul de Prusia @ oro para la detección no enzimática de peróxido de hidrógeno. RSC Avanzado. 3, 15987–15992 (2013).

CAS Google Académico

Fang, B. y col. Nanoparedes de óxido de plata cultivadas sobre sustrato de Cu como sensor de glucosa sin enzimas. Aplicación ACS. Madre. Interfaces 1, 2829–2834 (2009).

CAS PubMed Google Académico

Chen, J., Zhang, WD & Ye, JS Sensor de glucosa electroquímico no enzimático basado en nanocompuesto de MnO2/MWNT. Electroquímica. Comunitario. 10, 1268-1271 (2008).

CAS Google Académico

Wu, Y., Jia, D., He, Y., Miao, Y. & Wu, HL Sensores de glucosa no enzimáticos modificados con nanoóxido de níquel con sensibilidad mejorada a través de una estrategia de proceso electroquímico a alto potencial. Biosensor. Bioelectrónica. 26, 2948–2952 (2011).

Google Académico

Zhong, X., Yuan, R. & Chai, Y. Síntesis de reducción espontánea in situ de nanopartículas esféricas Pd@Cys-C60 y su aplicación en biosensores de glucosa no enzimáticos. Química. Comunitario. 48, 597–599 (2012).

CAS Google Académico

Zhan, B. y col. Electrodo electroquímico autónomo basado en espuma de grafeno Ni(OH)2/3D para la detección de glucosa no enzimática. Nanoescala 6, 7424–7429 (2014).

CAS PubMed ADS Google Académico

Ye, J. et al. Detección de glucosa no enzimática mediante electrodos de nanotubos de carbono de paredes múltiples. Electroquímica. Comunitario. 6, 66–70 (2004).

CAS Google Académico

Li, C., Wang, H. y Yamauchi, Y. Deposición electroquímica de películas mesoporosas de aleación de Pt-Au en soluciones acuosas de tensioactivos: hacia un sensor amperométrico de glucosa altamente sensible. Química. EUR. J. 19, 2242–2246 (2013).

CAS PubMed Google Académico

Shoji, E. & Freund, MS Sensores potenciométricos basados en el efecto inductivo sobre el pKa de la poli(anilina): un sensor de glucosa no enzimático. Mermelada. Química. Soc. 123, 3383–3384 (2001).

CAS PubMed Google Académico

Lu, X. y col. Nanocompuestos de gránulos de coraloides de cobre/polianilina/óxido de grafeno reducido para la detección de glucosa no enzimática. Anal. Métodos 6, 4643–4651 (2014).

CAS Google Académico

Luo, D., Wu, L. y Zhi, J. Fabricación de electrodos forestales de nanovarillas de diamante dopados con boro y su aplicación en la biodetección amperométrica no enzimática de glucosa. ACS Nano 3, 2121-2128 (2009).

CAS PubMed Google Académico

Zhuang, Z. et al. Un sensor de glucosa no enzimático de sensibilidad mejorada basado en un electrodo de Cu modificado con nanocables de CuO. Analista 133, 126-132 (2008).

CAS PubMed ADS Google Académico

Zhang, Z., Zhang, L., Hedhili, MN, Zhang, H. & Wang, P. Nanocristales de oro plasmónico acoplados sin problemas con cristal fotónico en fotoelectrodos de nanotubos de TiO2 para una división fotoelectroquímica eficiente del agua con luz visible. Nano. Letón. 13, 14-20 (2013).

CAS PubMed ADS Google Académico

Xu, L., Yang, Q., Liu, X., Liu, J. y Sun, X. Matrices de nanotubos de óxido de cobre unidimensionales: biosensores para la detección de glucosa. RSC Avanzado. 4, 1449-1455 (2014).

CAS Google Académico

Li, C. y Yamauchi, Y. Síntesis en solución fácil de nanopartículas núcleo-cubierta de Ag @ Pt con capas dendríticas de Pt. Física. Química. Química. Física. 15, 3490–3496 (2013).

CAS PubMed Google Académico

Li, C., Sato, T. y Yamauchi, Y. Síntesis electroquímica de nanobarras de Pt mesoporosas unidimensionales mediante el ensamblaje de micelas de tensioactivos en espacios confinados. Angélica. Química. En t. Ed. 52, 8050–8053 (2013).

CAS Google Académico

Yamauchi, Y. Controles de alineación inducidos por el campo de mesocanales unidimensionales en materiales mesoporosos. J. Ceram. Soc. Japón. 121, 831–840 (2013).

CAS Google Académico

Wang, C., Yin, L., Zhang, L. y Gao, R. Matriz de nanotubos de Ti/TiO2/electrodos compuestos de Ni para la detección amperométrica no enzimática de glucosa. J. Física. Química. C 114, 4408–4413 (2010).

CAS Google Académico

Yuan, S. y col. Grabado de láminas de cobre para obtener matrices de CuO porosas sin aglutinantes a gran escala para un ánodo de batería de iones de sodio de alto rendimiento. Adv. Madre. 26, 2273–2279 (2014).

CAS PubMed Google Académico

Zhang, Z. & Wu, H. Atrapamiento de luz de múltiples bandas en regiones ultravioleta, visible e infrarroja cercana con materiales fotónicos basados en TiO2. Química. Comunitario. 50, 14179–14182 (2014).

CAS Google Académico

Zhang, Z., Hossain, MF y Takahashi, T. Matrices de nanotubos de hematita autoensamblados (α-Fe2O3) para la degradación fotoelectrocatalítica de tinte azoico bajo irradiación de luz solar simulada. Aplica. Catalán. B: Medio Ambiente 95, 423–429 (2010).

CAS Google Académico

Li, Y., Song, YY, Yang, C. y Xia, XH Síntesis de plantilla dinámica de burbujas de hidrógeno de oro poroso para la detección electroquímica no enzimática de glucosa. Electroquímica. Comunitario. 9, 981–988 (2007).

CAS Google Académico

Zhu, H., Lu, X., Li, M., Shao, Y. y Zhu, Z. Sensor voltamétrico de glucosa no enzimático basado en nanopartículas de oro/nanotubos de carbono/nanocompuesto de líquido iónico. Talanta 79, 1446-1453 (2009).

CAS PubMed Google Académico

Pasta, M., La Mantia, F. & Cui, Y. Mecanismo de oxidación electroquímica de la glucosa en la superficie del oro. Electrochim. Acta. 55, 5561–5568 (2010).

CAS Google Académico

Pasta, M., La Mantia, F. & Cui, Y. Un nuevo enfoque para la detección de glucosa en electrodos de oro. Electroquímica. Comunitario. 12, 1407-1410 (2010).

CAS Google Académico

Ahmad, R., Vaseem, M., Tripathy, N. & Hahn, YB Biosensor de glucosa no enzimático de detección de amplio rango lineal basado en nanopartículas de CuO impresas con inyección de tinta en electrodos. Anal. Química. 85, 10448–10454 (2013).

CAS PubMed Google Académico

Sun, S. y col. Síntesis fácil asistida por agua de nanourquinos de óxido cúprico y su aplicación como biosensor de glucosa no enzimático. Aplicación ACS. Madre. Interfaces 5, 4429–4437 (2013).

CAS PubMed Google Académico

Zhang, Z., Dua, R., Zhang, L., Zhang, H. y Wang, P. Matrices de nanocables de óxido cuproso protegidos con capa de carbono para una reducción eficiente del agua. ACS Nano 7, 1709-1717 (2013).

CAS PubMed Google Académico

Zhang, Z. & Wang, P. Compuesto de óxido de cobre altamente estable como fotocátodo eficaz para la división del agua mediante una sencilla estrategia de síntesis electroquímica. J. Mater. Química. 22, 2456–2464 (2012).

CAS Google Académico

Zhang, Z., Hossain, MF y Takahashi, T. División fotoelectroquímica del agua en matrices de nanotubos de TiO2 muy suaves y ordenadas para la generación de hidrógeno. En t. J Energía del Hidrógeno. 35, 8528–8535 (2010).

CAS Google Académico

Yin, M. y col. Nanocristales de óxido de cobre. Mermelada. Química. Soc. 127, 9506–9511 (2005).

CAS PubMed Google Académico

Dar, MA, Kim, YS, Kim, WB, Sohn, JM y Shin, HS Propiedades estructurales y magnéticas de nanoagujas de CuO sintetizadas por método hidrotermal. Aplica. Navegar. Ciencia. 254, 7477–7481 (2008).

Anuncios de CAS Google Scholar

Kruse, N. y Chenakin, S. Caracterización XPS de catalizadores de Au/TiO2: evaluación de la energía de unión y efectos de la irradiación. Aplica. Catalán. R: Génesis 391, 367–376 (2011).

CAS Google Académico

Jiang, LC y Zhang, WD Un sensor de glucosa no enzimático altamente sensible basado en un electrodo de nanotubos de carbono modificado con nanopartículas de CuO. Biosens. Bioelectrón. 25, 1402-1407 (2010).

CAS PubMed Google Académico

Zhuang, Z. et al. Un sensor de glucosa no enzimático de sensibilidad mejorada basado en un electrodo de Cu modificado con nanocables de CuO. Analista 133, 126-132 (2008).

CAS PubMed ADS Google Académico

Bai, YF, Xu, TB, Luong, JHT & Cu, HF Transferencia directa de electrones de la interfaz de diamante dopada con glucosa oxidasa-boro: una nueva solución para un problema clásico. Anal. Química. 86, 4910–4918 (2014).

CAS PubMed Google Académico

Zhou, J., Liao, C., Zhang, L., Wang, Q. y Tian, Y. Enzima molecular estabilizada con hidrogel con transferencia de electrones facilitada para la determinación del H2O2 liberado a partir de células vivas. Anal. Química. 86, 4395–4401 (2014).

CAS PubMed Google Académico

Zhang, Z. y col. Preparación y propiedades fotoelectroquímicas de un electrodo híbrido compuesto de polipirrol encapsulado en una matriz de nanotubos de dióxido de titanio altamente ordenada. Películas sólidas delgadas 516, 8663–8667 (2008).

Anuncios de CAS Google Scholar

Hrapovic, S. & Luong, JHT Detección picoamperométrica de glucosa en biosensores ultrapequeños basados en platino: preparación y caracterización. Anal. Química. 75, 3308–3315 (2003).

CAS PubMed Google Académico

Li, LM y cols. Un novedoso sensor de peróxido de hidrógeno no enzimático basado en un nanocompuesto de MnO2/óxido de grafeno. Talanta 82, 1637-1641 (2010).

CAS PubMed Google Académico

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ZZ gracias al apoyo del programa “Yingcai” de ECNU, Programa Shanghai Pujiang (14PJ1403400) y Fundación Nacional de Ciencias Naturales de China (No. 21405046) y H. W gracias al apoyo del Proyecto New Century Excellent Talent del Departamento de Educación (No. 1253-NCET004), provincia de Heilongjiang, República Popular China.

Escuela de Química e Ingeniería Molecular, Universidad Normal del Este de China, 500 Dongchuan Road, Shanghai, 200241, China

Zhenzhen Li, Yanmei Xin y Zhonghai Zhang

Laboratorio Provincial Clave de Tecnología Química de Petróleo y Gas, Facultad de Química e Ingeniería Química, Universidad del Petróleo del Noreste, Daqing, 163318, China

Hongjun Wu

Centro de Desalinización y Reutilización de Agua, División de Ingeniería y Ciencias Biológicas y Ambientales, Universidad de Ciencia y Tecnología Rey Abdullah, Thuwal, Arabia Saudita

Peng Wang

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ZZ diseñó los experimentos. ZL, YX y HW realizaron experimentos y analizaron los datos. ZL, ZZ y PW escribieron el manuscrito y todos los autores discutieron los resultados y comentaron el manuscrito.

Los autores no declaran tener intereses financieros en competencia.

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Li, Z., Xin, Y., Zhang, Z. et al. Diseño racional de matrices de metales nobles/óxidos metálicos sin aglutinantes con estructura de nanocoliflor para una detección de glucosa no enzimática de amplio rango lineal. Representante científico 5, 10617 (2015). https://doi.org/10.1038/srep10617

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Recibido: 15 de enero de 2015

Aceptado: 21 de abril de 2015

Publicado: 12 de junio de 2015

DOI: https://doi.org/10.1038/srep10617

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