Takk for at du besøker Nature.com.Du bruker en nettleserversjon med begrenset CSS-støtte.For den beste opplevelsen anbefaler vi at du bruker en oppdatert nettleser (eller deaktiverer kompatibilitetsmodus i Internet Explorer).I tillegg, for å sikre kontinuerlig støtte, viser vi nettstedet uten stiler og JavaScript.
Vi undersøkte effekten av spesifikt overflateareal på de elektrokjemiske egenskapene til NiCo2O4 (NCO) for glukosedeteksjon.NCO-nanomaterialer med kontrollert spesifikt overflateareal er produsert ved hydrotermisk syntese med tilsetningsstoffer, og selvmonterende nanostrukturer med pinnsvin, furunål, tremella og blomsterlignende morfologi har også blitt produsert.Nyheten med denne metoden ligger i den systematiske kontrollen av den kjemiske reaksjonsveien ved å tilsette forskjellige tilsetningsstoffer under syntesen, noe som fører til spontan dannelse av forskjellige morfologier uten noen forskjeller i krystallstrukturen og kjemiske tilstanden til de bestanddelene.Denne morfologiske kontrollen av NCO nanomaterialer fører til betydelige endringer i den elektrokjemiske ytelsen til glukosedeteksjon.I forbindelse med materialkarakterisering ble forholdet mellom spesifikt overflateareal og elektrokjemisk ytelse for glukosedeteksjon diskutert.Dette arbeidet kan gi vitenskapelig innsikt i overflatearealjusteringen av nanostrukturer som bestemmer deres funksjonalitet for potensielle anvendelser i glukosebiosensorer.
Blodsukkernivåer gir viktig informasjon om kroppens metabolske og fysiologiske tilstand1,2.For eksempel kan unormale nivåer av glukose i kroppen være en viktig indikator på alvorlige helseproblemer, inkludert diabetes, hjerte- og karsykdommer og fedme3,4,5.Derfor er regelmessig overvåking av blodsukkernivået svært viktig for å opprettholde god helse.Selv om ulike typer glukosesensorer som bruker fysisk-kjemisk deteksjon er rapportert, forblir lav følsomhet og langsomme responstider barrierer for kontinuerlige glukoseovervåkingssystemer6,7,8.I tillegg har for tiden populære elektrokjemiske glukosesensorer basert på enzymatiske reaksjoner fortsatt noen begrensninger til tross for fordelene med rask respons, høy følsomhet og relativt enkle fremstillingsprosedyrer9,10.Derfor har forskjellige typer ikke-enzymatiske elektrokjemiske sensorer blitt grundig studert for å forhindre enzymdenaturering samtidig som fordelene med elektrokjemiske biosensorer9,11,12,13 opprettholdes.
Overgangsmetallforbindelser (TMC) har en tilstrekkelig høy katalytisk aktivitet med hensyn til glukose, noe som utvider omfanget av deres anvendelse i elektrokjemiske glukosesensorer13,14,15.Så langt har ulike rasjonelle design og enkle metoder for syntese av TMS blitt foreslått for ytterligere å forbedre følsomheten, selektiviteten og den elektrokjemiske stabiliteten til glukosedeteksjon16,17,18.For eksempel er entydige overgangsmetalloksider som kobberoksid (CuO)11,19, sinkoksid (ZnO)20, nikkeloksid (NiO)21,22, koboltoksid (Co3O4)23,24 og ceriumoksid (CeO2) 25 elektrokjemisk aktiv med hensyn til glukose.Nylige fremskritt innen binære metalloksider som nikkelkoboltat (NiCo2O4) for glukosedeteksjon har vist ytterligere synergistiske effekter i form av økt elektrisk aktivitet26,27,28,29,30.Spesielt kan presis sammensetning og morfologikontroll for å danne TMS med forskjellige nanostrukturer effektivt øke deteksjonsfølsomheten på grunn av deres store overflateareal, så det anbefales sterkt å utvikle morfologikontrollert TMS for forbedret glukosedeteksjon20,25,30,31,32, 33.34, 35.
Her rapporterer vi NiCo2O4 (NCO) nanomaterialer med forskjellige morfologier for glukosedeteksjon.NCO nanomaterialer oppnås ved en enkel hydrotermisk metode ved bruk av forskjellige tilsetningsstoffer, kjemiske tilsetningsstoffer er en av nøkkelfaktorene i selvmontering av nanostrukturer med forskjellige morfologier.Vi undersøkte systematisk effekten av NCOer med forskjellige morfologier på deres elektrokjemiske ytelse for glukosedeteksjon, inkludert sensitivitet, selektivitet, lav deteksjonsgrense og langsiktig stabilitet.
Vi syntetiserte NCO-nanomaterialer (henholdsvis forkortet UNCO, PNCO, TNCO og FNCO) med mikrostrukturer som ligner på kråkeboller, furunåler, tremella og blomster.Figur 1 viser de forskjellige morfologiene til UNCO, PNCO, TNCO og FNCO.SEM-bilder og EDS-bilder viste at Ni, Co og O var jevnt fordelt i NCO nanomaterialene, som vist i figur 1 og 2. henholdsvis S1 og S2.På fig.2a, b viser representative TEM-bilder av NCO nanomaterialer med distinkt morfologi.UNCO er en selvmonterende mikrosfære (diameter: ~5 µm) sammensatt av nanotråder med NCO nanopartikler (gjennomsnittlig partikkelstørrelse: 20 nm).Denne unike mikrostrukturen forventes å gi et stort overflateareal for å lette elektrolyttdiffusjon og elektrontransport.Tilsetning av NH4F og urea under syntese resulterte i en tykkere nålmikrostruktur (PNCO) 3 µm lang og 60 nm bred, sammensatt av større nanopartikler.Tilsetning av HMT i stedet for NH4F resulterer i en tremello-lignende morfologi (TNCO) med rynkete nanoark.Innføringen av NH4F og HMT under syntese fører til aggregering av tilstøtende rynkete nanoark, noe som resulterer i en blomsterlignende morfologi (FNCO).HREM-bildet (fig. 2c) viser distinkte gitterbånd med interplanare avstander på 0,473, 0,278, 0,50 og 0,237 nm, tilsvarende (111), (220), (311) og (222) NiCo2O4-planene, s 27 .Valgt område elektrondiffraksjonsmønster (SAED) av NCO nanomaterialer (innsatt i fig. 2b) bekreftet også den polykrystallinske naturen til NiCo2O4.Resultatene av høyvinklet ringformet mørk avbildning (HAADF) og EDS-kartlegging viser at alle elementer er jevnt fordelt i NCO nanomaterialet, som vist i fig. 2d.
Skjematisk illustrasjon av prosessen med dannelse av NiCo2O4 nanostrukturer med kontrollert morfologi.Skjemaer og SEM-bilder av ulike nanostrukturer vises også.
Morfologisk og strukturell karakterisering av NCO-nanomaterialer: (a) TEM-bilde, (b) TEM-bilde sammen med SAED-mønster, (c) ristoppløst HRTEM-bilde og tilsvarende HADDF-bilder av Ni, Co og O i (d) NCO nanomaterialer..
Røntgendiffraksjonsmønstre av NCO-nanomaterialer med forskjellige morfologier er vist i fig.3a.Diffraksjonstoppene ved 18,9, 31,1, 36,6, 44,6, 59,1 og 64,9° indikerer henholdsvis planene (111), (220), (311), (400), (511) og (440) NiCo2O4, som har en kubikk spinellstruktur (JCPDS nr. 20-0781) 36. FT-IR-spektrene til NCO-nanomaterialene er vist i fig.3b.To sterke vibrasjonsbånd i området mellom 555 og 669 cm–1 tilsvarer metallisk (Ni og Co) oksygen hentet fra henholdsvis de tetraedriske og oktaedriske posisjonene til NiCo2O437-spinellen.For bedre å forstå de strukturelle egenskapene til NCO nanomaterialer, ble Raman-spektra oppnådd som vist i fig. 3c.De fire toppene observert ved 180, 459, 503 og 642 cm-1 tilsvarer henholdsvis Raman-modusene F2g, E2g, F2g og A1g av NiCo2O4-spinellen.XPS-målinger ble utført for å bestemme overflatens kjemiske tilstand av grunnstoffer i NCO nanomaterialer.På fig.3d viser XPS-spekteret til UNCO.Spekteret til Ni 2p har to hovedtopper lokalisert ved bindingsenergier på 854,8 og 872,3 eV, tilsvarende Ni 2p3/2 og Ni 2p1/2, og to vibrasjonssatellitter på henholdsvis 860,6 og 879,1 eV.Dette indikerer eksistensen av Ni2+ og Ni3+ oksidasjonstilstander i NCO.Topper rundt 855,9 og 873,4 eV er for Ni3+, og topper rundt 854,2 og 871,6 eV er for Ni2+.Tilsvarende avslører Co2p-spekteret til to spin-orbit-dubletter karakteristiske topper for Co2+ og Co3+ ved 780,4 (Co 2p3/2) og 795,7 eV (Co 2p1/2).Topper ved 796,0 og 780,3 eV tilsvarer Co2+, og topper ved 794,4 og 779,3 eV tilsvarer Co3+.Det skal bemerkes at den flerverdige tilstanden til metallioner (Ni2+/Ni3+ og Co2+/Co3+) i NiCo2O4 fremmer en økning i elektrokjemisk aktivitet37,38.Ni2p- og Co2p-spektrene for UNCO, PNCO, TNCO og FNCO viste lignende resultater, som vist i fig.S3.I tillegg viste O1s-spektrene til alle NCO-nanomaterialer (Fig. S4) to topper ved 592,4 og 531,2 eV, som var assosiert med typiske metall-oksygen- og oksygenbindinger i henholdsvis hydroksylgruppene på NCO-overflaten39.Selv om strukturene til NCO-nanomaterialene er like, antyder de morfologiske forskjellene i tilsetningsstoffene at hvert tilsetningsstoff kan delta forskjellig i de kjemiske reaksjonene for å danne NCO.Dette kontrollerer de energisk gunstige kjernedannelses- og kornveksttrinnene, og kontrollerer derved partikkelstørrelse og agglomerasjonsgrad.Dermed kan kontrollen av ulike prosessparametere, inkludert tilsetningsstoffer, reaksjonstid og temperatur under syntese, brukes til å designe mikrostrukturen og forbedre den elektrokjemiske ytelsen til NCO nanomaterialer for glukosedeteksjon.
(a) røntgendiffraksjonsmønstre, (b) FTIR og (c) Raman-spektra av NCO-nanomaterialer, (d) XPS-spektra av Ni 2p og Co 2p fra UNCO.
Morfologien til de tilpassede NCO-nanomaterialene er nært knyttet til dannelsen av de innledende fasene oppnådd fra forskjellige tilsetningsstoffer avbildet i figur S5.I tillegg viste røntgen- og Raman-spektra av nylagde prøver (figur S6 og S7a) at involvering av ulike kjemiske tilsetningsstoffer resulterte i krystallografiske forskjeller: Ni- og Co-karbonathydroksider ble hovedsakelig observert i kråkeboller og furunålstruktur, mens som strukturer i form av tremella og blomst indikerer tilstedeværelsen av nikkel- og kobolthydroksider.FT-IR- og XPS-spektrene til de forberedte prøvene er vist i figur 1 og 2. S7b-S9 gir også klare bevis på de nevnte krystallografiske forskjellene.Fra materialegenskapene til de forberedte prøvene blir det klart at tilsetningsstoffer er involvert i hydrotermiske reaksjoner og gir forskjellige reaksjonsveier for å oppnå startfaser med forskjellige morfologier40,41,42.Selvsammenstillingen av forskjellige morfologier, bestående av endimensjonale (1D) nanotråder og todimensjonale (2D) nanoark, forklares av den forskjellige kjemiske tilstanden til de innledende fasene (Ni- og Co-ioner, samt funksjonelle grupper), etterfulgt av krystallvekst42, 43, 44, 45, 46, 47. Under posttermisk prosessering omdannes de ulike startfasene til NCO-spinell mens de opprettholder sin unike morfologi, som vist i figur 1 og 2. 2 og 3a.
Morfologiske forskjeller i NCO nanomaterialer kan påvirke det elektrokjemisk aktive overflatearealet for glukosedeteksjon, og dermed bestemme de generelle elektrokjemiske egenskapene til glukosesensoren.N2 BET adsorpsjon-desorpsjon isotermen ble brukt til å estimere porestørrelsen og det spesifikke overflatearealet til NCO nanomaterialene.På fig.4 viser BET isotermer av forskjellige NCO nanomaterialer.Det BET-spesifikke overflatearealet for UNCO, PNCO, TNCO og FNCO ble estimert til henholdsvis 45.303, 43.304, 38.861 og 27.260 m2/g.UNCO har det høyeste BET-overflatearealet (45.303 m2 g-1) og det største porevolumet (0.2849 cm3 g-1), og porestørrelsesfordelingen er smal.BET-resultatene for NCO-nanomaterialene er vist i tabell 1. N2-adsorpsjon-desorpsjonskurvene var veldig like type IV isotermiske hystereseløkker, noe som indikerer at alle prøvene hadde en mesoporøs struktur48.Mesoporøse UNCO-er med det høyeste overflatearealet og høyeste porevolum forventes å gi en rekke aktive steder for redoksreaksjoner, noe som fører til forbedret elektrokjemisk ytelse.
BET-resultater for (a) UNCO, (b) PNCO, (c) TNCO og (d) FNCO.Innsatsen viser den tilsvarende porestørrelsesfordelingen.
De elektrokjemiske redoksreaksjonene til NCO nanomaterialer med ulike morfologier for glukosedeteksjon ble evaluert ved bruk av CV-målinger.På fig.5 viser CV-kurver for NCO nanomaterialer i 0,1 M NaOH alkalisk elektrolytt med og uten 5 mM glukose ved en skannehastighet på 50 mVs-1.I fravær av glukose ble redokstopper observert ved 0,50 og 0,35 V, tilsvarende oksidasjon assosiert med M–O (M: Ni2+, Co2+) og M*-O-OH (M*: Ni3+, Co3+).ved å bruke OH-anion.Etter tilsetning av 5 mM glukose økte redoksreaksjonen på overflaten av NCO nanomaterialene betydelig, noe som kan skyldes oksidasjon av glukose til glukonolakton.Figur S10 viser toppredoksstrømmene ved skannehastigheter på 5–100 mV s-1 i 0,1 M NaOH-løsning.Det er klart at toppredoksstrømmen øker med økende skannehastighet, noe som indikerer at NCO nanomaterialer har lignende diffusjonskontrollert elektrokjemisk oppførsel50,51.Som vist i figur S11 er det elektrokjemiske overflatearealet (ECSA) til UNCO, PNCO, TNCO og FNCO estimert til å være henholdsvis 2,15, 1,47, 1,2 og 1,03 cm2.Dette antyder at UNCO er nyttig for den elektrokatalytiske prosessen, og letter påvisningen av glukose.
CV-kurver for (a) UNCO, (b) PNCO, (c) TNCO og (d) FNCO-elektroder uten glukose og supplert med 5 mM glukose ved en skannehastighet på 50 mVs-1.
Den elektrokjemiske ytelsen til NCO-nanomaterialer for glukosedeteksjon ble undersøkt og resultatene er vist i fig. 6. Glukosefølsomheten ble bestemt ved hjelp av CA-metoden ved trinnvis tilsetning av forskjellige konsentrasjoner av glukose (0,01–6 mM) i 0,1 M NaOH-løsning ved 0,5 V med et intervall på 60 s.Som vist i fig.6a–d viser NCO nanomaterialer forskjellige følsomheter fra 84,72 til 116,33 µA mM-1 cm-2 med høye korrelasjonskoeffisienter (R2) fra 0,99 til 0,993.Kalibreringskurven mellom glukosekonsentrasjon og nåværende reaksjon av NCO nanomaterialer er vist i fig.S12.De beregnede grensene for deteksjon (LOD) for NCO nanomaterialer var i området 0,0623–0,0783 µM.I følge resultatene fra CA-testen viste UNCO den høyeste sensitiviteten (116,33 μA mM-1 cm-2) i et bredt deteksjonsområde.Dette kan forklares med dens unike kråkebollelignende morfologi, bestående av en mesoporøs struktur med et stort spesifikt overflateareal som gir flere aktive steder for glukosearter.Den elektrokjemiske ytelsen til NCO-nanomaterialene presentert i tabell S1 bekrefter den utmerkede elektrokjemiske glukosedeteksjonsytelsen til NCO-nanomaterialene fremstilt i denne studien.
CA-responser av UNCO (a), PNCO (b), TNCO (c) og FNCO (d) elektroder med glukose tilsatt 0,1 M NaOH-løsning ved 0,50 V. Innleggene viser kalibreringskurver for strømresponser til NCO-nanomaterialer: (e ) KA-responser av UNCO, (f) PNCO, (g) TNCO og (h) FNCO med trinnvis tilsetning av 1 mM glukose og 0,1 mM interfererende stoffer (LA, DA, AA og UA).
Anti-interferensevnen til glukosedeteksjon er en annen viktig faktor i selektiv og sensitiv deteksjon av glukose ved å forstyrre forbindelser.På fig.6e–h viser antiinterferensevnen til NCO nanomaterialer i 0,1 M NaOH-løsning.Vanlige interfererende molekyler som LA, DA, AA og UA velges og tilsettes elektrolytten.Den nåværende responsen til NCO nanomaterialer på glukose er tydelig.Den nåværende responsen på UA, DA, AA og LA endret seg imidlertid ikke, noe som betyr at NCO nanomaterialene viste utmerket selektivitet for glukosedeteksjon uavhengig av deres morfologiske forskjeller.Figur S13 viser stabiliteten til NCO-nanomaterialer undersøkt av CA-responsen i 0,1 M NaOH, hvor 1 mM glukose ble tilsatt elektrolytten i lang tid (80 000 s).De nåværende responsene til UNCO, PNCO, TNCO og FNCO var henholdsvis 98,6 %, 97,5 %, 98,4 % og 96,8 % av den opprinnelige strømmen med tillegg av ytterligere 1 mM glukose etter 80 000 s.Alle NCO nanomaterialer viser stabile redoksreaksjoner med glukosearter over lang tid.Spesielt beholdt UNCO-strømsignalet ikke bare 97,1 % av den opprinnelige strømmen, men beholdt også morfologien og kjemiske bindingsegenskaper etter en 7-dagers miljømessig langtidsstabilitetstest (figur S14 og S15a).I tillegg ble reproduserbarheten og reproduserbarheten til UNCO testet som vist i Fig. S15b, ca.Det beregnede relative standardavviket (RSD) for reproduserbarhet og repeterbarhet var henholdsvis 2,42 % og 2,14 %, noe som indikerer potensielle bruksområder som en industriell glukosesensor.Dette indikerer den utmerkede strukturelle og kjemiske stabiliteten til UNCO under oksiderende forhold for glukosedeteksjon.
Det er klart at den elektrokjemiske ytelsen til NCO-nanomaterialer for glukosedeteksjon hovedsakelig er relatert til de strukturelle fordelene ved den innledende fasen utarbeidet av den hydrotermiske metoden med tilsetningsstoffer (fig. S16).Det høye overflatearealet UNCO har flere elektroaktive steder enn andre nanostrukturer, noe som bidrar til å forbedre redoksreaksjonen mellom de aktive materialene og glukosepartiklene.Den mesoporøse strukturen til UNCO kan lett utsette flere Ni- og Co-steder for elektrolytten for å oppdage glukose, noe som resulterer i en rask elektrokjemisk respons.Endimensjonale nanotråder i UNCO kan øke diffusjonshastigheten ytterligere ved å gi kortere transportveier for ioner og elektroner.På grunn av de unike strukturelle egenskapene nevnt ovenfor, er den elektrokjemiske ytelsen til UNCO for glukosedeteksjon overlegen den til PNCO, TNCO og FNCO.Dette indikerer at den unike UNCO-morfologien med det høyeste overflatearealet og porestørrelsen kan gi utmerket elektrokjemisk ytelse for glukosedeteksjon.
Effekten av spesifikt overflateareal på de elektrokjemiske egenskapene til NCO nanomaterialer ble studert.NCO nanomaterialer med forskjellig spesifikt overflateareal ble oppnådd ved en enkel hydrotermisk metode og forskjellige tilsetningsstoffer.Ulike tilsetningsstoffer under syntese går inn i forskjellige kjemiske reaksjoner og danner forskjellige startfaser.Dette har ført til selvmontering av ulike nanostrukturer med morfologier som ligner pinnsvinet, furunålen, tremellaen og blomsten.Påfølgende etteroppvarming fører til en lignende kjemisk tilstand av de krystallinske NCO nanomaterialene med en spinellstruktur samtidig som de opprettholder deres unike morfologi.Avhengig av overflatearealet til forskjellig morfologi, har den elektrokjemiske ytelsen til NCO-nanomaterialer for glukosedeteksjon blitt betydelig forbedret.Spesielt økte glukosefølsomheten til NCO nanomaterialer med kråkebollemorfologi til 116,33 µA mM-1 cm-2 med en høy korrelasjonskoeffisient (R2) på 0,99 i det lineære området 0,01-6 mM.Dette arbeidet kan gi et vitenskapelig grunnlag for morfologisk konstruksjon for å justere spesifikt overflateareal og ytterligere forbedre den elektrokjemiske ytelsen til ikke-enzymatiske biosensorapplikasjoner.
Ni(NO3)2 6H2O, Co(NO3)2 6H2O, urea, heksametylentetramin (HMT), ammoniumfluorid (NH4F), natriumhydroksid (NaOH), d-(+)-glukose, melkesyre (LA), dopaminhydroklorid ( DA), L-askorbinsyre (AA) og urinsyre (UA) ble kjøpt fra Sigma-Aldrich.Alle reagenser som ble brukt var av analytisk kvalitet og ble brukt uten ytterligere rensing.
NiCo2O4 ble syntetisert ved en enkel hydrotermisk metode etterfulgt av varmebehandling.Kort fortalt: 1 mmol nikkelnitrat (Ni(NO3)2∙6H2O) og 2 mmol koboltnitrat (Co(NO3)2∙6H2O) ble oppløst i 30 ml destillert vann.For å kontrollere morfologien til NiCo2O4 ble tilsetningsstoffer som urea, ammoniumfluorid og heksametylentetramin (HMT) selektivt tilsatt løsningen ovenfor.Hele blandingen ble deretter overført til en 50 ml Teflon-foret autoklav og utsatt for en hydrotermisk reaksjon i en konveksjonsovn ved 120°C i 6 timer.Etter naturlig avkjøling til romtemperatur ble det resulterende bunnfallet sentrifugert og vasket flere ganger med destillert vann og etanol, og deretter tørket over natten ved 60°C.Deretter ble nylagde prøver kalsinert ved 400 °C i 4 timer i omgivende atmosfære.Detaljene til eksperimentene er oppført i tilleggsinformasjonstabellen S2.
Røntgendiffraksjonsanalyse (XRD, X'Pert-Pro MPD; PANalytical) ble utført ved bruk av Cu-Kα-stråling (λ = 0,15418 nm) ved 40 kV og 30 mA for å studere de strukturelle egenskapene til alle NCO nanomaterialer.Diffraksjonsmønstre ble registrert i området av vinkler 2θ 10–80° med et trinn på 0,05°.Overflatemorfologi og mikrostruktur ble undersøkt ved bruk av feltemisjonsskanningelektronmikroskopi (FESEM; Nova SEM 200, FEI) og skanningstransmisjonselektronmikroskopi (STEM; TALOS F200X, FEI) med energidispergerende røntgenspektroskopi (EDS).Valenstilstandene til overflaten ble analysert ved røntgenfotoelektronspektroskopi (XPS; PHI 5000 Versa Probe II, ULVAC PHI) ved bruk av Al Ka-stråling (hν = 1486,6 eV).Bindingsenergiene ble kalibrert ved å bruke C 1 s-toppen ved 284,6 eV som referanse.Etter å ha forberedt prøvene på KBr-partikler, ble Fourier-transformasjons infrarøde (FT-IR) spektre registrert i bølgetallområdet 1500–400 cm–1 på et Jasco-FTIR-6300 spektrometer.Raman-spektra ble også oppnådd ved å bruke et Raman-spektrometer (Horiba Co., Japan) med en He-Ne-laser (632,8 nm) som eksitasjonskilde.Brunauer-Emmett-Teller (BET; BELSORP mini II, MicrotracBEL, Corp.) brukte BELSORP mini II-analysatoren (MicrotracBEL Corp.) for å måle lavtemperatur-N2-adsorpsjon-desorpsjonsisotermer for å estimere spesifikt overflateareal og porestørrelsesfordeling.
Alle elektrokjemiske målinger, slik som syklisk voltammetri (CV) og krono-amperometri (CA), ble utført på en PGSTAT302N potensiostat (Metrohm-Autolab) ved romtemperatur ved bruk av et tre-elektrodesystem i 0,1 M NaOH vandig løsning.En arbeidselektrode basert på en glassaktig karbonelektrode (GC), en Ag/AgCl-elektrode og en platinaplate ble brukt som henholdsvis arbeidselektrode, referanseelektrode og motelektrode.CV-er ble registrert mellom 0 og 0,6 V ved forskjellige skannehastigheter på 5-100 mV s-1.For å måle ECSA ble CV utført i området 0,1-0,2 V ved forskjellige skannehastigheter (5-100 mV s-1).Innhent prøvens CA-reaksjon for glukose ved 0,5 V under omrøring.For å måle sensitivitet og selektivitet, bruk 0,01–6 mM glukose, 0,1 mM LA, DA, AA og UA i 0,1 M NaOH.Reproduserbarheten til UNCO ble testet med tre forskjellige elektroder supplert med 5 mM glukose under optimale forhold.Repeterbarheten ble også kontrollert ved å gjøre tre målinger med én UNCO-elektrode innen 6 timer.
Alle data generert eller analysert i denne studien er inkludert i denne publiserte artikkelen (og dens tilleggsinformasjonsfil).
Mergenthaler, P., Lindauer, U., Dienel, GA & Meisel, A. Sukker for hjernen: Rollen til glukose i fysiologisk og patologisk hjernefunksjon. Mergenthaler, P., Lindauer, U., Dienel, GA & Meisel, A. Sukker for hjernen: Rollen til glukose i fysiologisk og patologisk hjernefunksjon.Mergenthaler, P., Lindauer, W., Dinel, GA og Meisel, A. Sukker for hjernen: rollen til glukose i fysiologisk og patologisk hjernefunksjon.Mergenthaler P., Lindauer W., Dinel GA og Meisel A. Glukose i hjernen: glukoses rolle i fysiologiske og patologiske hjernefunksjoner.Trender innen nevrologi.36, 587–597 (2013).
Gerich, JE, Meyer, C., Woerle, HJ & Stumvoll, M. Renal glukoneogenese: Dens betydning i human glukosehomeostase. Gerich, JE, Meyer, C., Woerle, HJ & Stumvoll, M. Renal glukoneogenese: Dens betydning i human glukosehomeostase.Gerich, JE, Meyer, K., Wörle, HJ og Stamwall, M. Renal glukoneogenese: dens betydning i glukosehomeostase hos mennesker. 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: Dens betydning i menneskekroppen.Gerich, JE, Meyer, K., Wörle, HJ og Stamwall, M. Renal glukoneogenese: dens betydning i glukosehomeostase hos mennesker.Diabetes Care 24, 382–391 (2001).
Kharroubi, AT & Darwish, HM Diabetes mellitus: århundrets epidemi. Kharroubi, AT & Darwish, HM Diabetes mellitus: århundrets epidemi.Harroubi, AT og Darvish, HM Diabetes mellitus: århundrets epidemi.Harrubi AT og Darvish HM Diabetes: epidemien i dette århundret.World J. Diabetes.6, 850 (2015).
Brad, KM et al.Prevalens av diabetes mellitus hos voksne etter type diabetes – USA.banditt.Mortal Weekly 67, 359 (2018).
Jensen, MH et al.Profesjonell kontinuerlig glukoseovervåking ved type 1 diabetes: retrospektiv påvisning av hypoglykemi.J. The Science of Diabetes.teknologi.7, 135–143 (2013).
Witkowska Nery, E., Kundys, M., Jeleń, PS & Jönsson-Niedziółka, M. Elektrokjemisk glukosemåling: er det fortsatt rom for forbedring? Witkowska Nery, E., Kundys, M., Jeleń, PS & Jönsson-Niedziółka, M. Elektrokjemisk glukosemåling: er det fortsatt rom for forbedring?Witkowska Neri, E., Kundis, M., Eleni, PS og Jonsson-Nedzulka, M. Elektrokjemisk bestemmelse av glukosenivåer: er det fortsatt muligheter for forbedring? 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 og Jonsson-Nedzulka, M. Elektrokjemisk bestemmelse av glukosenivåer: er det muligheter for forbedring?anus Kjemisk.11271–11282 (2016).
Jernelv, IL et al.Gjennomgang av optiske metoder for kontinuerlig glukosemåling.Bruk Spectrum.54, 543–572 (2019).
Park, S., Boo, H. & Chung, TD Elektrokjemiske ikke-enzymatiske glukosesensorer. Park, S., Boo, H. & Chung, TD Elektrokjemiske ikke-enzymatiske glukosesensorer.Park S., Bu H. og Chang TD Elektrokjemiske ikke-enzymatiske glukosesensorer.Park S., Bu H. og Chang TD Elektrokjemiske ikke-enzymatiske glukosesensorer.anus.Chim.magasin.556, 46–57 (2006).
Harris, JM, Reyes, C. & Lopez, GP Vanlige årsaker til glukoseoksidase-ustabilitet i in vivo biosensing: en kort gjennomgang. Harris, JM, Reyes, C. & Lopez, GP Vanlige årsaker til glukoseoksidase-ustabilitet i in vivo biosensing: en kort gjennomgang.Harris JM, Reyes S. og Lopez GP Vanlige årsaker til glukoseoksidase-ustabilitet i in vivo biosensoranalyse: en kort gjennomgang. 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. og Lopez GP Vanlige årsaker til glukoseoksidase-ustabilitet i in vivo biosensoranalyse: en kort gjennomgang.J. The Science of Diabetes.teknologi.7, 1030–1038 (2013).
Diouf, A., Bouchikhi, B. & El Bari, N. En ikke-enzymatisk elektrokjemisk glukosesensor basert på molekylært påtrykt polymer og dens anvendelse ved måling av spyttglukose. Diouf, A., Bouchikhi, B. & El Bari, N. En ikke-enzymatisk elektrokjemisk glukosesensor basert på molekylært påtrykt polymer og dens anvendelse ved måling av spyttglukose.Diouf A., Bouchihi B. og El Bari N. Ikke-enzymatisk elektrokjemisk glukosesensor basert på en molekylært påtrykt polymer og dens anvendelse for måling av glukosenivå i spytt. Diouf, A., Bouchikhi, B. & El Bari, N. Diouf, A., Bouchikhi, B. & El Bari, N. Ikke-enzym elektrokjemisk glukosesensor basert på molekylær imprinting polymer og dens anvendelse ved måling av spyttglukose.Diouf A., Bouchihi B. og El Bari N. Ikke-enzymatiske elektrokjemiske glukosesensorer basert på molekylært påtrykte polymerer og deres anvendelse for måling av glukosenivå i spytt.alma mater vitenskapsprosjekt S. 98, 1196–1209 (2019).
Zhang, Yu et al.Sensitiv og selektiv ikke-enzymatisk glukosedeteksjon basert på CuO nanotråder.Sens. Actuators B Chem., 191, 86–93 (2014).
Mu, Y., Jia, D., He, Y., Miao, Y. & Wu, HL Nano-nikkeloksidmodifiserte ikke-enzymatiske glukosesensorer med økt følsomhet gjennom en elektrokjemisk prosessstrategi ved høyt potensial. Mu, Y., Jia, D., He, Y., Miao, Y. & Wu, HL Nano-nikkeloksidmodifiserte ikke-enzymatiske glukosesensorer med økt følsomhet gjennom en elektrokjemisk prosessstrategi ved høyt potensial. Mu, Y., Jia, D., He, Y., Miao, Y. & Wu, HL Неферментативные датчики глюкозы, модифицированные нанооксидом никеля, с повышенной чувствительностью благодаря стратегии электрохимического процесса при высоком потенциале. Mu, Y., Jia, D., He, Y., Miao, Y. & Wu, HL Ikke-enzymatiske glukosesensorer modifisert med nikkelnanooksid med økt følsomhet gjennom en elektrokjemisk prosessstrategi med høyt potensial. Mu, Y., Jia, D., He, Y., Miao, Y. & Wu, HL. Mu, Y., Jia, D., He, Y., Miao, Y. & Wu, HL Nano-oxide nikkel modification 非酶节能糖节糖合物，可以高电位氓民高电位文文文瀂高电位文文瀂文瀂 Mu, Y., Jia, D., He, Y., Miao, Y. & Wu, HL Nano-NiO модифицированный неферментативный датчик глюкозы с повышенной чувствительностью благодаря высокопотенциальной стратегии электрохимического процесса. Mu, Y., Jia, D., He, Y., Miao, Y. & Wu, HL Nano-NiO modifisert ikke-enzymatisk glukosesensor med forbedret følsomhet ved høypotensial elektrokjemisk prosessstrategi.biologisk sensor.bioelektronikk.26, 2948–2952 (2011).
Shamsipur, M., Najafi, M. & Hosseini, MRM Sterkt forbedret elektrooksidasjon av glukose ved en nikkel (II) oksid/flervegget karbon nanorør modifisert glassaktig karbonelektrode. Shamsipur, M., Najafi, M. & Hosseini, MRM Sterkt forbedret elektrooksidasjon av glukose ved en nikkel (II) oksid/flervegget karbon nanorør modifisert glassaktig karbonelektrode.Shamsipur, M., Najafi, M. og Hosseini, MRM Sterkt forbedret elektrooksidasjon av glukose på en glassaktig karbonelektrode modifisert med nikkel(II)oksid/flerveggede karbon-nanorør.Shamsipoor, M., Najafi, M., og Hosseini, MRM Sterkt forbedret elektrooksidasjon av glukose på glassaktige karbonelektroder modifisert med nikkel(II)oksid/flerlagskarbon-nanorør.Bioelectrochemistry 77, 120–124 (2010).
Veeramani, V. et al.En nanokompositt av porøst karbon og nikkeloksid med høyt innhold av heteroatomer som en enzymfri høysensitiv sensor for glukosedeteksjon.Sens. Aktuatorer B Chem.221, 1384–1390 (2015).
Marco, JF et al.Karakterisering av nikkelkoboltat NiCo2O4 oppnådd ved forskjellige metoder: XRD, XANES, EXAFS og XPS.J. Faststoffkjemi.153, 74–81 (2000).
Zhang, J., Sun, Y., Li, X. & Xu, J. Fremstilling av NiCo2O4-nanobelte ved hjelp av en kjemisk ko-utfellingsmetode for ikke-enzymatisk glukose elektrokjemisk sensorapplikasjon. Zhang, J., Sun, Y., Li, X. & Xu, J. Fremstilling av NiCo2O4-nanobelte ved hjelp av en kjemisk ko-utfellingsmetode for ikke-enzymatisk glukose elektrokjemisk sensorapplikasjon. Zhang, J., Sun, Y., Li, X. & Xu, J. Изготовление нанопояса NiCo2O4 методом химического соосаждения для примения нефический Zhang, J., Sun, Y., Li, X. & Xu, J. Fremstilling av NiCo2O4 nanobelte ved kjemisk avsetningsmetode for ikke-enzymatisk elektrokjemisk glukosesensorapplikasjon. Zhang, J., Sun, Y., Li, X. & Xu, J. Zhang, J., Sun, Y., Li, X. & Xu, J. Gjennom kjemi 共沉激法光容NiCo2O4 nano如这些非话能生能糖系统电影电彆影电彆影电彆Zhang, J., Sun, Y., Li, X. og Xu, J. Fremstilling av NiCo2O4 nanobånd ved kjemisk utfellingsmetode for påføring av ikke-enzymatisk elektrokjemisk sensor av glukose.J. Skjøter av legeringer.831, 154796 (2020).
Saraf, M., Natarajan, K. & Mobin, SM Multifunksjonelle porøse NiCo2O4 nanoroder: Sensitiv enzymfri glukosedeteksjon og superkapasitoregenskaper med impedansspektroskopiske undersøkelser. Saraf, M., Natarajan, K. & Mobin, SM Multifunksjonelle porøse NiCo2O4 nanoroder: Sensitiv enzymfri glukosedeteksjon og superkapasitoregenskaper med impedansspektroskopiske undersøkelser. Saraf, M., Natarajan, K. & Mobin, SMMultifunksjonelle porøse NiCo2O4 nanoroder: sensitiv enzymfri glukosedeteksjon og superkapasitoregenskaper med impedansspektroskopiske studier.Saraf M, Natarajan K og Mobin SM Multifunksjonelle porøse NiCo2O4 nanoroder: sensitiv enzymløs glukosedeteksjon og karakterisering av superkondensatorer ved impedansspektroskopi.New J. Chem.41, 9299–9313 (2017).
Zhao, H., Zhang, Z., Zhou, C. & Zhang, H. Justering av morfologien og størrelsen til NiMoO4 nanoark forankret på NiCo2O4 nanotråder: den optimaliserte kjerne-skallhybriden for asymmetriske superkondensatorer med høy energitetthet. Zhao, H., Zhang, Z., Zhou, C. & Zhang, H. Justering av morfologien og størrelsen til NiMoO4 nanoark forankret på NiCo2O4 nanotråder: den optimaliserte kjerne-skallhybriden for asymmetriske superkondensatorer med høy energitetthet.Zhao, H., Zhang, Z., Zhou, K. og Zhang, H. Justering av morfologien og størrelsen til NiMoO4 nanoark forankret på NiCo2O4 nanotråder: optimalisert hybrid kjerne-skall for asymmetriske superkondensatorer med høy energitetthet. 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. Tuning av morfologien og størrelsen på NiMoO4 nanoark immobilisert på NiCo2O4 nanotråder: optimalisering av kjerne-skall-hybrider for asymmetriske superkondensatorer med høy energitetthet.Zhao, H., Zhang, Z., Zhou, K. og Zhang, H. Justering av morfologien og størrelsen til NiMoO4 nanoark immobilisert på NiCo2O4 nanotråder: en optimalisert kjerne-skall-hybrid for kroppen til asymmetriske superkondensatorer med høy energitetthet.Søk om surfing.541, 148458 (2021).
Zhuang Z. et al.Ikke-enzymatisk glukosesensor med økt følsomhet basert på kobberelektroder modifisert med CuO nanotråder.analytiker.133, 126–132 (2008).
Kim, JY et al.Overflateinnstilling av ZnO nanorods for å forbedre ytelsen til glukosesensorer.Sens. Actuators B Chem., 192, 216–220 (2014).
Ding, Y., Wang, Y., Su, L., Zhang, H. & Lei, Y. Forberedelse og karakterisering av NiO–Ag nanofibre, NiO nanofibre og porøse Ag: mot utvikling av en svært sensitiv og selektiv ikke -enzymatisk glukosesensor. Ding, Y., Wang, Y., Su, L., Zhang, H. & Lei, Y. Forberedelse og karakterisering av NiO–Ag nanofibre, NiO nanofibre og porøse Ag: mot utvikling av en svært sensitiv og selektiv ikke -enzymatisk glukosesensor.Ding, Yu, Wang, Yu, Su, L, Zhang, H. og Lei, Yu.Fremstilling og karakterisering av NiO-Ag nanofibre, NiO nanofibre og porøs Ag: Mot utvikling av en svært sensitiv og selektiv-enzymatisk glukosesensor. Ding, Y., Wang, Y., Su, L., Zhang, H. & Lei, Y.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. og Lei, Yu.Forberedelse og karakterisering av NiO-Ag nanofibre, NiO nanofibre og porøst sølv: Mot en svært sensitiv og selektiv ikke-enzymatisk glukosestimulerende sensor.J. Alma mater.Kjemisk.20, 9918–9926 (2010).
Cheng, X. et al.Bestemmelse av karbohydrater ved kapillærsoneelektroforese med amperometrisk deteksjon på en karbonpasta-elektrode modifisert med nano-nikkeloksid.matkjemi.106, 830–835 (2008).
Casella, IG Elektrodeponering av tynne filmer av koboltoksid fra karbonatløsninger som inneholder Co(II)-tartratkomplekser.J. Elektroanal.Kjemisk.520, 119–125 (2002).
Ding, Y. et al.Electrospun Co3O4 nanofibre for sensitiv og selektiv glukosedeteksjon.biologisk sensor.bioelektronikk.26, 542–548 (2010).
Fallatah, A., Almomtan, M. & Padalkar, S. Ceriumoksidbaserte glukosebiosensorer: Påvirkning av morfologi og underliggende substrat på biosensorytelse. Fallatah, A., Almomtan, M. & Padalkar, S. Ceriumoksidbaserte glukosebiosensorer: Påvirkning av morfologi og underliggende substrat på biosensorytelse.Fallata, A., Almomtan, M. og Padalkar, S. Ceriumoksidbaserte glukosebiosensorer: effekter av morfologi og hovedsubstrat på biosensorytelse.Fallata A, Almomtan M og Padalkar S. Cerium-baserte glukosebiosensorer: effekter av morfologi og kjernematrise på biosensorytelse.ACS støttes.Kjemisk.prosjekt.7, 8083–8089 (2019).