基于0D纳米结构转换器的实验室制造的第三代柔性果糖生物传感器

科学领域:

• 电化学 电化学 电化学
• 纳米材料科学 科学 纳米材料科学
• 生物传感器技术技术

背景情况:

• 第三代电比生物传感器的开发需要高效的电极制造方法.
• 水分散的零维 (0D) 纳米材料为生物传感器中增强电子转移提供了潜力.
• 基于果糖脱酶 (FDH) 的生物传感器对于D-果糖的确定至关重要.

研究的目的:

• 报告一个可扩展的,第三代果糖脱酶 (FDH) 电比生物传感器的基板电极制造方法.
• 为了提高生物传感器性能,利用水分散的0D纳米材料 (碳黑和半孔碳).
• 展示这些生物传感器在各种样本矩阵中用于D-果糖的确定.

主要方法:

• 电化学平台的制造使用形印刷 (StPE) 和绝缘通过 xurography.
• 在水相中通过声化学方法制备碳黑 (CB) 和半孔碳 (MS) 0D纳米材料.
• 整合FDH酶与纳米笔印刷电极 (纳米StPE) 进行电压测量.

主要成果:

• 与传统电极相比,纳米StPE电极表现出增强的电催化电流.
• 生物传感器表现出高灵敏度 (∼150 μA cm−2 mM−1),低检测极限 (CB为0.35 μM,MS为0.16 μM),以及广泛的线性范围 (CB为2-500 μM,MS为1-250 μM).
• 在食品和尿液样本中获得了良好的准确性 (95-116%的恢复) 和可重复性 (RSD ≤8.6%),由于工作潜力较低 (+0.15 V),具有很高的选择性.

结论:

• 建议使用水分散的0D纳米材料进行可扩展的笔打印电极制造方法,可以有效地创建高性能FDH生物传感器.
• 开发的生物传感器在敏感性,选择性和D-果糖量化准确性方面提供了显著的优势.
• 这种多功能方法为可负担得起和可定制的基于FDH的生物电子设备铺平了道路.