Terima kasih kerana melawat Nature.com.Anda menggunakan versi penyemak imbas dengan sokongan CSS terhad.Untuk pengalaman terbaik, kami mengesyorkan agar anda menggunakan penyemak imbas yang dikemas kini (atau lumpuhkan Mod Keserasian dalam Internet Explorer).Di samping itu, untuk memastikan sokongan berterusan, kami menunjukkan tapak tanpa gaya dan JavaScript.
Kami menyiasat kesan kawasan permukaan tertentu pada sifat elektrokimia NiCo2O4 (NCO) untuk pengesanan glukosa.Bahan nano NCO dengan luas permukaan tertentu terkawal telah dihasilkan oleh sintesis hidroterma dengan bahan tambahan, dan struktur nano pemasangan sendiri dengan landak, jarum pain, tremella dan morfologi seperti bunga juga telah dihasilkan.Kebaharuan kaedah ini terletak pada kawalan sistematik laluan tindak balas kimia dengan menambahkan pelbagai bahan tambahan semasa sintesis, yang membawa kepada pembentukan spontan pelbagai morfologi tanpa sebarang perbezaan dalam struktur kristal dan keadaan kimia unsur konstituen.Kawalan morfologi bahan nano NCO ini membawa kepada perubahan ketara dalam prestasi elektrokimia pengesanan glukosa.Bersempena dengan pencirian bahan, hubungan antara luas permukaan tertentu dan prestasi elektrokimia untuk pengesanan glukosa telah dibincangkan.Kerja ini mungkin memberikan pandangan saintifik tentang penalaan kawasan permukaan struktur nano yang menentukan kefungsiannya untuk aplikasi yang berpotensi dalam biosensor glukosa.
Tahap glukosa darah memberikan maklumat penting tentang keadaan metabolik dan fisiologi badan1,2.Sebagai contoh, paras glukosa yang tidak normal dalam badan boleh menjadi penunjuk penting masalah kesihatan yang serius, termasuk diabetes, penyakit kardiovaskular, dan obesiti3,4,5.Oleh itu, pemantauan berterusan paras gula dalam darah adalah sangat penting untuk mengekalkan kesihatan yang baik.Walaupun pelbagai jenis sensor glukosa menggunakan pengesanan fizikokimia telah dilaporkan, kepekaan yang rendah dan masa tindak balas yang perlahan kekal sebagai penghalang kepada sistem pemantauan glukosa berterusan6,7,8.Di samping itu, sensor glukosa elektrokimia yang popular pada masa ini berdasarkan tindak balas enzim masih mempunyai beberapa batasan walaupun kelebihannya iaitu tindak balas pantas, kepekaan tinggi dan prosedur fabrikasi yang agak mudah9,10.Oleh itu, pelbagai jenis penderia elektrokimia bukan enzim telah dikaji secara meluas untuk mencegah denaturasi enzim sambil mengekalkan kelebihan biosensor elektrokimia9,11,12,13.
Sebatian logam peralihan (TMC) mempunyai aktiviti pemangkin yang cukup tinggi berkenaan dengan glukosa, yang meluaskan skop penggunaannya dalam penderia glukosa elektrokimia13,14,15.Setakat ini, pelbagai reka bentuk rasional dan kaedah mudah untuk sintesis TMS telah dicadangkan untuk meningkatkan lagi sensitiviti, selektiviti, dan kestabilan elektrokimia pengesanan glukosa16,17,18.Contohnya, oksida logam peralihan yang tidak jelas seperti kuprum oksida (CuO)11,19, zink oksida (ZnO)20, nikel oksida (NiO)21,22, kobalt oksida (Co3O4)23,24 dan serium oksida (CeO2) 25 adalah aktif secara elektrokimia berkenaan dengan glukosa.Kemajuan terkini dalam oksida logam binari seperti nikel kobaltat (NiCo2O4) untuk pengesanan glukosa telah menunjukkan kesan sinergi tambahan dari segi peningkatan aktiviti elektrik26,27,28,29,30.Khususnya, komposisi dan kawalan morfologi yang tepat untuk membentuk TMS dengan pelbagai struktur nano boleh meningkatkan sensitiviti pengesanan dengan berkesan kerana luas permukaannya yang besar, jadi sangat disyorkan untuk membangunkan TMS terkawal morfologi untuk pengesanan glukosa yang lebih baik20,25,30,31,32, 33.34, 35.
Di sini kami melaporkan bahan nano NiCo2O4 (NCO) dengan morfologi berbeza untuk pengesanan glukosa.Bahan nano NCO diperoleh dengan kaedah hidroterma mudah menggunakan pelbagai bahan tambahan, bahan tambahan kimia adalah salah satu faktor utama dalam pemasangan sendiri struktur nano pelbagai morfologi.Kami secara sistematik menyiasat kesan NCO dengan morfologi berbeza pada prestasi elektrokimia mereka untuk pengesanan glukosa, termasuk kepekaan, selektiviti, had pengesanan rendah dan kestabilan jangka panjang.
Kami mensintesis bahan nano NCO (masing-masing disingkat UNCO, PNCO, TNCO dan FNCO) dengan struktur mikro yang serupa dengan landak laut, jarum pain, tremella dan bunga.Rajah 1 menunjukkan morfologi berbeza bagi UNCO, PNCO, TNCO, dan FNCO.Imej SEM dan imej EDS menunjukkan bahawa Ni, Co, dan O diagihkan sama rata dalam bahan nano NCO, seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 1 dan 2. S1 dan S2, masing-masing.Pada rajah.2a, b menunjukkan imej TEM perwakilan bahan nano NCO dengan morfologi yang berbeza.UNCO ialah mikrosfera pemasangan sendiri (diameter: ~5 µm) yang terdiri daripada wayar nano dengan zarah nano NCO (saiz zarah purata: 20 nm).Struktur mikro unik ini dijangka menyediakan kawasan permukaan yang besar untuk memudahkan resapan elektrolit dan pengangkutan elektron.Penambahan NH4F dan urea semasa sintesis menghasilkan struktur mikro acicular (PNCO) yang lebih tebal 3 µm panjang dan 60 nm lebar, terdiri daripada nanopartikel yang lebih besar.Penambahan HMT dan bukannya NH4F menghasilkan morfologi seperti tremello (TNCO) dengan helaian nano berkedut.Pengenalan NH4F dan HMT semasa sintesis membawa kepada pengagregatan lembaran nano berkedut bersebelahan, menghasilkan morfologi seperti bunga (FNCO).Imej HREM (Rajah 2c) menunjukkan jalur parut yang berbeza dengan jarak antara satah 0.473, 0.278, 0.50, dan 0.237 nm, sepadan dengan satah (111), (220), (311), dan (222) NiCo2O4, s 27 .Corak pembelauan elektron kawasan terpilih (SAED) bagi bahan nano NCO (inset ke Rajah 2b) juga mengesahkan sifat polihablur NiCo2O4.Keputusan pengimejan gelap anulus sudut tinggi (HAADF) dan pemetaan EDS menunjukkan bahawa semua elemen diagihkan sama rata dalam bahan nano NCO, seperti ditunjukkan dalam Rajah 2d.
Ilustrasi skematik proses pembentukan struktur nano NiCo2O4 dengan morfologi terkawal.Skema dan imej SEM pelbagai struktur nano juga ditunjukkan.
Pencirian morfologi dan struktur bagi bahan nano NCO: (a) imej TEM, (b) imej TEM bersama-sama dengan corak SAED, (c) imej HRTEM yang diselesaikan grating dan imej HADDF yang sepadan bagi Ni, Co, dan O dalam (d) bahan nano NCO..
Corak difraksi sinar-X bagi bahan nano NCO pelbagai morfologi ditunjukkan dalam Rajah.3a.Puncak pembelauan pada 18.9, 31.1, 36.6, 44.6, 59.1 dan 64.9° masing-masing menunjukkan satah (111), (220), (311), (400), (511) dan (440) NiCo2O4, yang mempunyai kubik. struktur spinel (JCPDS No. 20-0781) 36. Spektrum FT-IR bagi bahan nano NCO ditunjukkan dalam Rajah.3b.Dua jalur getaran yang kuat di rantau antara 555 dan 669 cm–1 sepadan dengan oksigen logam (Ni dan Co) yang diambil daripada kedudukan tetrahedral dan oktahedral spinel NiCo2O437, masing-masing.Untuk lebih memahami sifat struktur bahan nano NCO, spektrum Raman diperolehi seperti ditunjukkan dalam Rajah 3c.Empat puncak yang diperhatikan pada 180, 459, 503, dan 642 cm-1 masing-masing sepadan dengan mod Raman F2g, E2g, F2g, dan A1g dari spinel NiCo2O4.Pengukuran XPS dilakukan untuk menentukan keadaan kimia permukaan unsur dalam bahan nano NCO.Pada rajah.3d menunjukkan spektrum XPS UNCO.Spektrum Ni 2p mempunyai dua puncak utama yang terletak pada tenaga mengikat 854.8 dan 872.3 eV, sepadan dengan Ni 2p3/2 dan Ni 2p1/2, dan dua satelit getaran pada 860.6 dan 879.1 eV, masing-masing.Ini menunjukkan kewujudan keadaan pengoksidaan Ni2+ dan Ni3+ dalam NCO.Puncak sekitar 855.9 dan 873.4 eV adalah untuk Ni3+, dan puncak sekitar 854.2 dan 871.6 eV adalah untuk Ni2+.Begitu juga, spektrum Co2p bagi dua pengganda spin-orbit mendedahkan puncak ciri untuk Co2+ dan Co3+ pada 780.4 (Co 2p3/2) dan 795.7 eV (Co 2p1/2).Puncak pada 796.0 dan 780.3 eV sepadan dengan Co2+, dan puncak pada 794.4 dan 779.3 eV sepadan dengan Co3+.Perlu diingatkan bahawa keadaan polivalen ion logam (Ni2+/Ni3+ dan Co2+/Co3+) dalam NiCo2O4 menggalakkan peningkatan dalam aktiviti elektrokimia37,38.Spektrum Ni2p dan Co2p untuk UNCO, PNCO, TNCO, dan FNCO menunjukkan keputusan yang sama, seperti ditunjukkan dalam rajah.S3.Di samping itu, spektrum O1 bagi semua bahan nano NCO (Rajah S4) menunjukkan dua puncak pada 592.4 dan 531.2 eV, yang dikaitkan dengan ikatan logam-oksigen dan oksigen biasa dalam kumpulan hidroksil permukaan NCO, masing-masing39.Walaupun struktur bahan nano NCO adalah serupa, perbezaan morfologi dalam bahan tambahan menunjukkan bahawa setiap bahan tambahan mungkin mengambil bahagian secara berbeza dalam tindak balas kimia untuk membentuk NCO.Ini mengawal langkah penukleasian dan pertumbuhan bijian yang menggalakkan, dengan itu mengawal saiz zarah dan tahap aglomerasi.Oleh itu, kawalan pelbagai parameter proses, termasuk bahan tambahan, masa tindak balas, dan suhu semasa sintesis, boleh digunakan untuk mereka bentuk mikrostruktur dan meningkatkan prestasi elektrokimia bahan nano NCO untuk pengesanan glukosa.
(a) Corak pembelauan sinar-X, (b) FTIR dan (c) Spektrum Raman bagi bahan nano NCO, (d) spektrum XPS Ni 2p dan Co 2p daripada UNCO.
Morfologi bahan nano NCO yang disesuaikan berkait rapat dengan pembentukan fasa awal yang diperoleh daripada pelbagai bahan tambahan yang digambarkan dalam Rajah S5.Di samping itu, spektrum sinar-X dan Raman sampel yang baru disediakan (Rajah S6 dan S7a) menunjukkan bahawa penglibatan bahan tambahan kimia yang berbeza menghasilkan perbezaan kristalografi: Ni dan Co karbonat hidroksida diperhatikan terutamanya dalam landak laut dan struktur jarum pain, manakala sebagai struktur dalam bentuk tremella dan bunga menunjukkan kehadiran nikel dan kobalt hidroksida.Spektrum FT-IR dan XPS bagi sampel yang disediakan ditunjukkan dalam Rajah 1 dan 2. S7b-S9 juga memberikan bukti jelas tentang perbezaan kristalografi yang disebutkan di atas.Daripada sifat bahan sampel yang disediakan, ia menjadi jelas bahawa bahan tambahan terlibat dalam tindak balas hidroterma dan menyediakan laluan tindak balas yang berbeza untuk mendapatkan fasa awal dengan morfologi yang berbeza40,41,42.Pemasangan sendiri morfologi yang berbeza, yang terdiri daripada wayar nano satu dimensi (1D) dan nanosheet dua dimensi (2D), dijelaskan oleh keadaan kimia yang berbeza bagi fasa awal (ion Ni dan Co, serta kumpulan berfungsi), diikuti dengan pertumbuhan kristal42, 43, 44, 45, 46, 47. Semasa pemprosesan pasca haba, pelbagai fasa awal ditukarkan kepada spinel NCO sambil mengekalkan morfologi uniknya, seperti ditunjukkan dalam Rajah 1 dan 2. 2 dan 3a.
Perbezaan morfologi dalam bahan nano NCO boleh mempengaruhi kawasan permukaan aktif secara elektrokimia untuk pengesanan glukosa, dengan itu menentukan ciri elektrokimia keseluruhan sensor glukosa.Isoterma penjerapan-desorpsi BET N2 digunakan untuk menganggarkan saiz liang dan luas permukaan spesifik bahan nano NCO.Pada rajah.4 menunjukkan isoterma BET pelbagai bahan nano NCO.Luas permukaan khusus BET untuk UNCO, PNCO, TNCO dan FNCO dianggarkan masing-masing pada 45.303, 43.304, 38.861 dan 27.260 m2/g.UNCO mempunyai luas permukaan BET tertinggi (45.303 m2 g-1) dan isipadu liang terbesar (0.2849 cm3 g-1), dan taburan saiz liang adalah sempit.Keputusan BET untuk bahan nano NCO ditunjukkan dalam Jadual 1. Lengkung penjerapan-desorpsi N2 sangat serupa dengan gelung histeresis isoterma jenis IV, menunjukkan bahawa semua sampel mempunyai struktur mesoporus48.UNCO Mesoporous dengan luas permukaan tertinggi dan isipadu liang tertinggi dijangka menyediakan banyak tapak aktif untuk tindak balas redoks, yang membawa kepada prestasi elektrokimia yang lebih baik.
Keputusan BET untuk (a) UNCO, (b) PNCO, (c) TNCO, dan (d) FNCO.Inset menunjukkan taburan saiz liang yang sepadan.
Tindak balas redoks elektrokimia bahan nano NCO dengan pelbagai morfologi untuk pengesanan glukosa dinilai menggunakan pengukuran CV.Pada rajah.5 menunjukkan lengkung CV bahan nano NCO dalam 0.1 M NaOH elektrolit alkali dengan dan tanpa glukosa 5 mM pada kadar imbasan 50 mVs-1.Dengan ketiadaan glukosa, puncak redoks diperhatikan pada 0.50 dan 0.35 V, sepadan dengan pengoksidaan yang dikaitkan dengan M-O (M: Ni2+, Co2+) dan M*-O-OH (M*: Ni3+, Co3+).menggunakan anion OH.Selepas penambahan glukosa 5 mM, tindak balas redoks pada permukaan bahan nano NCO meningkat dengan ketara, yang mungkin disebabkan oleh pengoksidaan glukosa kepada glukonolakton.Rajah S10 menunjukkan arus redoks puncak pada kadar imbasan 5–100 mV s-1 dalam larutan NaOH 0.1 M.Adalah jelas bahawa arus redoks puncak meningkat dengan peningkatan kadar imbasan, menunjukkan bahawa bahan nano NCO mempunyai tingkah laku elektrokimia terkawal resapan yang sama50,51.Seperti yang ditunjukkan dalam Rajah S11, luas permukaan elektrokimia (ECSA) UNCO, PNCO, TNCO, dan FNCO dianggarkan masing-masing 2.15, 1.47, 1.2, dan 1.03 cm2.Ini menunjukkan bahawa UNCO berguna untuk proses elektrokatalitik, memudahkan pengesanan glukosa.
Lengkung CV (a) UNCO, (b) PNCO, (c) TNCO, dan (d) elektrod FNCO tanpa glukosa dan ditambah dengan glukosa 5 mM pada kadar imbasan 50 mVs-1.
Prestasi elektrokimia bahan nano NCO untuk pengesanan glukosa telah disiasat dan hasilnya ditunjukkan dalam Rajah 6. Kepekaan glukosa ditentukan oleh kaedah CA dengan penambahan pelbagai kepekatan glukosa (0.01–6 mM) secara berperingkat dalam larutan NaOH 0.1 M pada 0.5. V dengan selang 60 s.Seperti yang ditunjukkan dalam rajah.6a–d, bahan nano NCO menunjukkan sensitiviti berbeza antara 84.72 hingga 116.33 μA mM-1 cm-2 dengan pekali korelasi tinggi (R2) dari 0.99 hingga 0.993.Keluk penentukuran antara kepekatan glukosa dan tindak balas semasa bahan nano NCO ditunjukkan dalam rajah.S12.Had pengesanan (LOD) yang dikira bagi bahan nano NCO berada dalam julat 0.0623–0.0783 µM.Mengikut keputusan ujian CA, UNCO menunjukkan sensitiviti tertinggi (116.33 μA mM-1 cm-2) dalam julat pengesanan yang luas.Ini boleh dijelaskan oleh morfologi seperti landak laut yang unik, yang terdiri daripada struktur mesoporous dengan luas permukaan khusus yang besar yang menyediakan lebih banyak tapak aktif untuk spesies glukosa.Prestasi elektrokimia bagi bahan nano NCO yang dibentangkan dalam Jadual S1 mengesahkan prestasi pengesanan glukosa elektrokimia yang sangat baik bagi bahan nano NCO yang disediakan dalam kajian ini.
Tindak balas CA bagi elektrod UNCO (a), PNCO (b), TNCO (c), dan FNCO (d) dengan glukosa ditambah kepada larutan NaOH 0.1 M pada 0.50 V. Inset menunjukkan lengkung penentukuran tindak balas semasa bahan nano NCO: (e ) Tindak balas KA UNCO, (f) PNCO, (g) TNCO, dan (h) FNCO dengan penambahan bertahap 1 mM glukosa dan 0.1 mM bahan pengganggu (LA, DA, AA, dan UA).
Keupayaan anti-gangguan pengesanan glukosa adalah satu lagi faktor penting dalam pengesanan selektif dan sensitif glukosa oleh sebatian yang mengganggu.Pada rajah.6e–h menunjukkan keupayaan anti-gangguan bahan nano NCO dalam larutan NaOH 0.1 M.Molekul pengganggu biasa seperti LA, DA, AA dan UA dipilih dan ditambah kepada elektrolit.Tindak balas semasa bahan nano NCO kepada glukosa adalah jelas.Walau bagaimanapun, tindak balas semasa kepada UA, DA, AA dan LA tidak berubah, yang bermaksud bahawa bahan nano NCO menunjukkan selektiviti yang sangat baik untuk pengesanan glukosa tanpa mengira perbezaan morfologi mereka.Rajah S13 menunjukkan kestabilan bahan nano NCO yang diperiksa oleh tindak balas CA dalam 0.1 M NaOH, di mana 1 mM glukosa telah ditambah kepada elektrolit untuk masa yang lama (80,000 s).Tindak balas semasa UNCO, PNCO, TNCO, dan FNCO ialah 98.6%, 97.5%, 98.4%, dan 96.8%, masing-masing, daripada arus awal dengan penambahan 1 mM glukosa tambahan selepas 80,000 s.Semua bahan nano NCO mempamerkan tindak balas redoks yang stabil dengan spesies glukosa dalam jangka masa yang panjang.Khususnya, isyarat semasa UNCO bukan sahaja mengekalkan 97.1% daripada arus awalnya, tetapi juga mengekalkan morfologi dan sifat ikatan kimianya selepas ujian kestabilan jangka panjang alam sekitar 7 hari (Rajah S14 dan S15a).Selain itu, kebolehulangan dan kebolehulangan UNCO telah diuji seperti yang ditunjukkan dalam Rajah S15b, c.Sisihan Piawai Relatif (RSD) kebolehulangan dan kebolehulangan yang dikira masing-masing ialah 2.42% dan 2.14%, menunjukkan potensi aplikasi sebagai penderia glukosa gred industri.Ini menunjukkan kestabilan struktur dan kimia UNCO yang sangat baik di bawah keadaan pengoksidaan untuk pengesanan glukosa.
Adalah jelas bahawa prestasi elektrokimia bahan nano NCO untuk pengesanan glukosa adalah berkaitan terutamanya dengan kelebihan struktur fasa awal yang disediakan oleh kaedah hidroterma dengan bahan tambahan (Rajah S16).Kawasan permukaan tinggi UNCO mempunyai lebih banyak tapak elektroaktif daripada struktur nano lain, yang membantu meningkatkan tindak balas redoks antara bahan aktif dan zarah glukosa.Struktur mesoporous UNCO dengan mudah boleh mendedahkan lebih banyak tapak Ni dan Co kepada elektrolit untuk mengesan glukosa, menghasilkan tindak balas elektrokimia yang cepat.Wayar nano satu dimensi dalam UNCO boleh meningkatkan lagi kadar resapan dengan menyediakan laluan pengangkutan yang lebih pendek untuk ion dan elektron.Oleh kerana ciri struktur unik yang dinyatakan di atas, prestasi elektrokimia UNCO untuk pengesanan glukosa adalah lebih baik daripada PNCO, TNCO, dan FNCO.Ini menunjukkan bahawa morfologi UNCO yang unik dengan luas permukaan tertinggi dan saiz liang boleh memberikan prestasi elektrokimia yang sangat baik untuk pengesanan glukosa.
Kesan luas permukaan tertentu pada ciri elektrokimia bahan nano NCO telah dikaji.Bahan nano NCO dengan luas permukaan spesifik yang berbeza diperoleh dengan kaedah hidroterma mudah dan pelbagai bahan tambahan.Bahan tambahan yang berbeza semasa sintesis memasuki tindak balas kimia yang berbeza dan membentuk fasa awal yang berbeza.Ini telah membawa kepada pemasangan sendiri pelbagai struktur nano dengan morfologi yang serupa dengan landak, jarum pain, tremella, dan bunga.Selepas pemanasan seterusnya membawa kepada keadaan kimia yang sama bagi bahan nano NCO kristal dengan struktur spinel sambil mengekalkan morfologi uniknya.Bergantung pada luas permukaan morfologi yang berbeza, prestasi elektrokimia bahan nano NCO untuk pengesanan glukosa telah bertambah baik.Khususnya, kepekaan glukosa bagi bahan nano NCO dengan morfologi landak laut meningkat kepada 116.33 µA mM-1 cm-2 dengan pekali korelasi tinggi (R2) 0.99 dalam julat linear 0.01-6 mM.Kerja ini mungkin menyediakan asas saintifik untuk kejuruteraan morfologi untuk melaraskan kawasan permukaan tertentu dan meningkatkan lagi prestasi elektrokimia bagi aplikasi biosensor bukan enzimatik.
Ni(NO3)2 6H2O, Co(NO3)2 6H2O, urea, hexamethylenetetramine (HMT), ammonium fluoride (NH4F), natrium hidroksida (NaOH), d-(+)-glukosa, asid laktik (LA), dopamine hydrochloride ( DA), asid L-askorbik (AA) dan asid urik (UA) dibeli daripada Sigma-Aldrich.Semua reagen yang digunakan adalah gred analitik dan digunakan tanpa penulenan selanjutnya.
NiCo2O4 telah disintesis dengan kaedah hidroterma mudah diikuti dengan rawatan haba.Secara ringkas: 1 mmol nikel nitrat (Ni(NO3)2∙6H2O) dan 2 mmol kobalt nitrat (Co(NO3)2∙6H2O) telah dilarutkan dalam 30 ml air suling.Untuk mengawal morfologi NiCo2O4, bahan tambahan seperti urea, ammonium fluorida dan hexamethylenetetramine (HMT) telah ditambah secara terpilih kepada larutan di atas.Keseluruhan campuran itu kemudiannya dipindahkan ke dalam autoklaf bergaris Teflon 50 ml dan tertakluk kepada tindak balas hidroterma dalam ketuhar perolakan pada 120° C. selama 6 jam.Selepas penyejukan semula jadi ke suhu bilik, mendakan yang terhasil disentrifugasi dan dibasuh beberapa kali dengan air suling dan etanol, dan kemudian dikeringkan semalaman pada suhu 60°C.Selepas itu, sampel yang baru disediakan telah dikalsinkan pada 400°C selama 4 jam dalam suasana ambien.Butiran eksperimen disenaraikan dalam Jadual Maklumat Tambahan S2.
Analisis pembelauan sinar-X (XRD, X'Pert-Pro MPD; PANalytical) dilakukan menggunakan sinaran Cu-Kα (λ = 0.15418 nm) pada 40 kV dan 30 mA untuk mengkaji sifat struktur semua bahan nano NCO.Corak pembelauan direkodkan dalam julat sudut 2θ 10–80° dengan langkah 0.05°.Morfologi permukaan dan mikrostruktur diperiksa menggunakan mikroskop elektron pengimbasan pelepasan medan (FESEM; Nova SEM 200, FEI) dan mikroskop elektron penghantaran imbasan (STEM; TALOS F200X, FEI) dengan spektroskopi sinar-X (EDS) penyebaran tenaga.Keadaan valens permukaan dianalisis dengan spektroskopi fotoelektron sinar-X (XPS; PHI 5000 Versa Probe II, ULVAC PHI) menggunakan sinaran Al Kα (hν = 1486.6 eV).Tenaga pengikat telah ditentukur menggunakan puncak C 1 s pada 284.6 eV sebagai rujukan.Selepas menyediakan sampel pada zarah KBr, spektrum inframerah transformasi Fourier (FT-IR) direkodkan dalam julat nombor gelombang 1500–400 cm–1 pada spektrometer Jasco-FTIR-6300.Spektrum Raman juga diperoleh menggunakan spektrometer Raman (Horiba Co., Jepun) dengan laser He-Ne (632.8 nm) sebagai sumber pengujaan.Brunauer-Emmett-Teller (BET; BELSORP mini II, MicrotracBEL, Corp.) menggunakan penganalisis BELSORP mini II (MicrotracBEL Corp.) untuk mengukur isoterma penjerapan-desorpsi suhu rendah N2 untuk menganggarkan luas permukaan tertentu dan taburan saiz liang.
Semua pengukuran elektrokimia, seperti voltammetri kitaran (CV) dan kronoamperometri (CA), dilakukan pada potensiostat PGSTAT302N (Metrohm-Autolab) pada suhu bilik menggunakan sistem tiga elektrod dalam larutan akueus 0.1 M NaOH.Elektrod kerja berdasarkan elektrod karbon kaca (GC), elektrod Ag/AgCl, dan plat platinum masing-masing digunakan sebagai elektrod kerja, elektrod rujukan dan elektrod pembilang.CV telah direkodkan antara 0 dan 0.6 V pada pelbagai kadar imbasan 5-100 mV s-1.Untuk mengukur ECSA, CV telah dilakukan dalam julat 0.1-0.2 V pada pelbagai kadar imbasan (5-100 mV s-1).Dapatkan tindak balas CA sampel untuk glukosa pada 0.5 V dengan kacau.Untuk mengukur sensitiviti dan selektiviti, gunakan 0.01–6 mM glukosa, 0.1 mM LA, DA, AA dan UA dalam 0.1 M NaOH.Kebolehulangan UNCO telah diuji menggunakan tiga elektrod berbeza yang ditambah dengan glukosa 5 mM di bawah keadaan optimum.Kebolehulangan juga telah diperiksa dengan membuat tiga pengukuran dengan satu elektrod UNCO dalam masa 6 jam.
Semua data yang dijana atau dianalisis dalam kajian ini disertakan dalam artikel yang diterbitkan ini (dan fail maklumat tambahannya).
Mergenthaler, P., Lindauer, U., Dienel, GA & Meisel, A. Gula untuk otak: Peranan glukosa dalam fungsi otak fisiologi dan patologi. Mergenthaler, P., Lindauer, U., Dienel, GA & Meisel, A. Gula untuk otak: Peranan glukosa dalam fungsi otak fisiologi dan patologi.Mergenthaler, P., Lindauer, W., Dinel, GA dan Meisel, A. Gula untuk otak: peranan glukosa dalam fungsi otak fisiologi dan patologi.Mergenthaler P., Lindauer W., Dinel GA dan Meisel A. Glukosa dalam otak: peranan glukosa dalam fungsi otak fisiologi dan patologi.Trend dalam neurologi.36, 587–597 (2013).
Gerich, JE, Meyer, C., Woerle, HJ & Stumvoll, M. Glukoneogenesis buah pinggang: Kepentingannya dalam homeostasis glukosa manusia. Gerich, JE, Meyer, C., Woerle, HJ & Stumvoll, M. Glukoneogenesis buah pinggang: Kepentingannya dalam homeostasis glukosa manusia.Gerich, JE, Meyer, K., Wörle, HJ dan Stamwall, M. Glukoneogenesis buah pinggang: kepentingannya dalam homeostasis glukosa pada manusia. 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: Kepentingannya dalam tubuh manusia.Gerich, JE, Meyer, K., Wörle, HJ dan Stamwall, M. Glukoneogenesis buah pinggang: kepentingannya dalam homeostasis glukosa pada manusia.Penjagaan Diabetes 24, 382–391 (2001).
Kharroubi, AT & Darwish, HM Diabetes mellitus: Wabak abad ini. Kharroubi, AT & Darwish, HM Diabetes mellitus: Wabak abad ini.Harroubi, AT dan Darvish, HM Diabetes mellitus: wabak abad ini.Harrubi AT dan Darvish HM Diabetes: wabak abad ini.Dunia J. Diabetes.6, 850 (2015).
Brad, KM et al.Kelaziman diabetes mellitus pada orang dewasa mengikut jenis diabetes - Amerika Syarikat.penyamun.Mingguan Mortal 67, 359 (2018).
Jensen, MH et al.Pemantauan glukosa berterusan profesional dalam diabetes jenis 1: pengesanan retrospektif hipoglikemia.J. Sains Diabetes.teknologi.7, 135–143 (2013).
Witkowska Nery, E., Kundys, M., Jeleń, PS & Jönsson-Niedziółka, M. Penderiaan glukosa elektrokimia: adakah masih ada ruang untuk penambahbaikan? Witkowska Nery, E., Kundys, M., Jeleń, PS & Jönsson-Niedziółka, M. Penderiaan glukosa elektrokimia: adakah masih ada ruang untuk penambahbaikan?Witkowska Neri, E., Kundis, M., Eleni, PS dan Jonsson-Nedzulka, M. Penentuan tahap glukosa elektrokimia: adakah masih terdapat peluang untuk penambahbaikan? 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 dan Jonsson-Nedzulka, M. Penentuan tahap glukosa elektrokimia: adakah terdapat peluang untuk penambahbaikan?dubur Kimia.11271–11282 (2016).
Jernelv, IL et al.Kajian kaedah optik untuk pemantauan glukosa berterusan.Gunakan Spektrum.54, 543–572 (2019).
Park, S., Boo, H. & Chung, TD Penderia glukosa bukan enzimatik elektrokimia. Park, S., Boo, H. & Chung, TD Penderia glukosa bukan enzimatik elektrokimia.Park S., Bu H. dan Chang TD Penderia glukosa bukan enzimatik elektrokimia.Park S., Bu H. dan Chang TD Penderia glukosa bukan enzimatik elektrokimia.dubur.Chim.majalah.556, 46–57 (2006).
Harris, JM, Reyes, C. & Lopez, GP Penyebab umum ketidakstabilan glukosa oksidase dalam biosensing in vivo: ulasan ringkas. Harris, JM, Reyes, C. & Lopez, GP Penyebab umum ketidakstabilan glukosa oksidase dalam biosensing in vivo: ulasan ringkas.Harris JM, Reyes S., dan Lopez GP Penyebab umum ketidakstabilan glukosa oksidase dalam ujian biosensor in vivo: ulasan ringkas. 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., dan Lopez GP Penyebab umum ketidakstabilan glukosa oksidase dalam ujian biosensor in vivo: ulasan ringkas.J. Sains Diabetes.teknologi.7, 1030–1038 (2013).
Diouf, A., Bouchikhi, B. & El Bari, N. Penderia glukosa elektrokimia bukan enzimatik berdasarkan polimer yang dicetak secara molekul dan aplikasinya dalam mengukur glukosa air liur. Diouf, A., Bouchikhi, B. & El Bari, N. Penderia glukosa elektrokimia bukan enzimatik berdasarkan polimer yang dicetak secara molekul dan aplikasinya dalam mengukur glukosa air liur.Diouf A., Bouchihi B. dan El Bari N. Sensor glukosa elektrokimia bukan enzimatik berdasarkan polimer yang dicetak secara molekul dan penggunaannya untuk pengukuran paras glukosa dalam air liur. Diouf, A., Bouchikhi, B. & El Bari, N. 基于分子印迹聚合物的非酶电化学葡萄糖传感器及其在测量的。 Diouf, A., Bouchikhi, B. & El Bari, N. Sensor glukosa elektrokimia bukan enzim berdasarkan polimer cetakan molekul dan aplikasinya dalam mengukur glukosa air liur.Diouf A., Bouchihi B. dan El Bari N. Penderia glukosa elektrokimia bukan enzimatik berdasarkan polimer yang dicetak secara molekul dan penggunaannya untuk pengukuran paras glukosa dalam air liur.projek sains almamater S. 98, 1196–1209 (2019).
Zhang, Yu et al.Pengesanan glukosa bukan enzim yang sensitif dan selektif berdasarkan wayar nano CuO.Sens Actuator B Chem., 191, 86–93 (2014).
Mu, Y., Jia, D., He, Y., Miao, Y. & Wu, HL Nano nikel oksida mengubah suai penderia glukosa bukan enzim dengan sensitiviti yang dipertingkatkan melalui strategi proses elektrokimia pada potensi tinggi. Mu, Y., Jia, D., He, Y., Miao, Y. & Wu, HL Nano nikel oksida mengubah suai penderia glukosa bukan enzim dengan sensitiviti yang dipertingkatkan melalui strategi proses elektrokimia pada potensi tinggi. 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 Penderia glukosa bukan enzim yang diubah suai dengan nanooksida nikel dengan kepekaan yang dipertingkatkan melalui strategi proses elektrokimia yang berpotensi tinggi. Mu, Y., Jia, D., Dia, Y., Miao, Y. & Wu, HL Mu, Y., Jia, D., He, Y., Miao, Y. & Wu, HL Pengubahsuaian nikel nano-oksida 非酶节能糖节糖合物，可以高电位 strategi teknologi elektrokimia untuk menambah baik 灵敏度。 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 mengubah suai sensor glukosa bukan enzim dengan sensitiviti yang dipertingkatkan oleh strategi proses elektrokimia berpotensi tinggi.sensor biologi.bioelektronik.26, 2948–2952 (2011).
Shamsipur, M., Najafi, M. & Hosseini, MRM Elektrooksidasi glukosa yang sangat baik pada nikel (II) oksida/tiub nano karbon berbilang dinding yang diubah suai elektrod karbon berkaca. Shamsipur, M., Najafi, M. & Hosseini, MRM Elektrooksidasi glukosa yang sangat baik pada nikel (II) oksida/tiub nano karbon berbilang dinding yang diubah suai elektrod karbon berkaca.Shamsipur, M., Najafi, M. dan Hosseini, MRM Elektrooksidasi glukosa yang sangat baik pada elektrod karbon berkaca yang diubah suai dengan tiub nano karbon nikel(II) oksida/berdinding berbilang.Shamsipoor, M., Najafi, M., dan Hosseini, MRM Elektrooksidasi glukosa yang sangat baik pada elektrod karbon berkaca yang diubah suai dengan nanotiub karbon nikel(II) oksida/berbilang lapisan.Bioelektrokimia 77, 120–124 (2010).
Veeramani, V. et al.Nanokomposit karbon berliang dan nikel oksida dengan kandungan heteroatom yang tinggi sebagai sensor kepekaan tinggi tanpa enzim untuk pengesanan glukosa.Penggerak Sens B Chem.221, 1384–1390 (2015).
Marco, JF et al.Pencirian nikel kobaltat NiCo2O4 diperolehi dengan pelbagai kaedah: XRD, XANES, EXAFS dan XPS.J. Kimia Keadaan Pepejal.153, 74–81 (2000).
Zhang, J., Sun, Y., Li, X. & Xu, J. Fabrikasi nanobelt NiCo2O4 oleh kaedah kerpasan bersama kimia untuk aplikasi penderia elektrokimia glukosa bukan enzim. Zhang, J., Sun, Y., Li, X. & Xu, J. Fabrikasi nanobelt NiCo2O4 oleh kaedah kerpasan bersama kimia untuk aplikasi penderia elektrokimia glukosa bukan enzim. Zhang, J., Sun, Y., Li, X. & Xu, J. Изготовление нанопояса NiCo2O4 методом химического соосаждения для применения нанопояса NiCo2O4 методом химического соосаждения для применения применения ногетилмения ногетилмерменогозирмекран Zhang, J., Sun, Y., Li, X. & Xu, J. Fabrikasi nanobelt NiCo2O4 dengan kaedah pemendapan kimia untuk aplikasi penderia glukosa elektrokimia bukan enzim. Zhang, J., Sun, Y., Li, X. & Xu, J. 通过化学共沉淀法制备NiCo2O4 纳米带用于非酶促葡萄糖电电匠。 Zhang, J., Sun, Y., Li, X. & Xu, J. Melalui kimia 共沉激法光容NiCo2O4 nano如这些非话能生能糖系统电影电影电影电影电影电影电Zhang, J., Sun, Y., Li, X. dan Xu, J. Penyediaan nanoribbon NiCo2O4 melalui kaedah pemendakan kimia untuk penggunaan penderia elektrokimia bukan enzim bagi glukosa.J. Sambungan aloi.831, 154796 (2020).
Saraf, M., Natarajan, K. & Mobin, SM Nanorod NiCo2O4 berliang pelbagai fungsi: Pengesanan glukosa tanpa enzim sensitif dan sifat supercapacitor dengan penyiasatan spektroskopi impedans. Saraf, M., Natarajan, K. & Mobin, SM Nanorod NiCo2O4 berliang pelbagai fungsi: Pengesanan glukosa tanpa enzim sensitif dan sifat supercapacitor dengan penyiasatan spektroskopi impedans. Saraf, M., Natarajan, K. & Mobin, SMNanorod NiCo2O4 berliang pelbagai fungsi: pengesanan glukosa tanpa enzim sensitif dan sifat supercapacitor dengan kajian spektroskopi impedans.Saraf M, Natarajan K, dan Mobin SM Nanorod NiCo2O4 berliang pelbagai fungsi: pengesanan glukosa tanpa enzim sensitif dan pencirian supercapacitors melalui spektroskopi impedans.J. Chem baharu.41, 9299–9313 (2017).
Zhao, H., Zhang, Z., Zhou, C. & Zhang, H. Menala morfologi dan saiz helaian nano NiMoO4 yang berlabuh pada wayar nano NiCo2O4: hibrid cengkerang teras yang dioptimumkan untuk superkapasitor asimetri ketumpatan tenaga tinggi. Zhao, H., Zhang, Z., Zhou, C. & Zhang, H. Menala morfologi dan saiz helaian nano NiMoO4 yang berlabuh pada wayar nano NiCo2O4: hibrid cengkerang teras yang dioptimumkan untuk superkapasitor asimetri ketumpatan tenaga tinggi.Zhao, H., Zhang, Z., Zhou, K. dan Zhang, H. Menala morfologi dan saiz helaian nano NiMoO4 yang berlabuh pada wayar nano NiCo2O4: cengkerang teras hibrid yang dioptimumkan untuk superkapasitor asimetri dengan ketumpatan tenaga tinggi. 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 不 不 对 称 超级 的 优化体。 Zhao, H., Zhang, Z., Zhou, C. & Zhang, H. Menala morfologi dan saiz helaian nano NiMoO4 yang tidak bergerak pada wayar nano NiCo2O4: pengoptimuman hibrid kulit teras untuk badan superkapasitor asimetri ketumpatan tenaga tinggi.Zhao, H., Zhang, Z., Zhou, K. dan Zhang, H. Menala morfologi dan saiz helaian nano NiMoO4 yang tidak bergerak pada wayar nano NiCo2O4: hibrid cengkerang teras yang dioptimumkan untuk badan superkapasitor asimetri dengan ketumpatan tenaga tinggi.Mohon untuk melayari.541, 148458 (2021).
Zhuang Z. et al.Penderia glukosa bukan enzimatik dengan peningkatan kepekaan berdasarkan elektrod kuprum yang diubah suai dengan wayar nano CuO.penganalisis.133, 126–132 (2008).
Kim, JY et al.Penalaan kawasan permukaan nanorod ZnO untuk meningkatkan prestasi penderia glukosa.Sens. Actuator B Chem., 192, 216–220 (2014).
Ding, Y., Wang, Y., Su, L., Zhang, H. & Lei, Y. Penyediaan dan pencirian gentian nano NiO–Ag, gentian nano NiO dan Ag berliang: ke arah pembangunan bukan yang sangat sensitif dan terpilih. -penderia glukosa enzimatik. Ding, Y., Wang, Y., Su, L., Zhang, H. & Lei, Y. Penyediaan dan pencirian gentian nano NiO–Ag, gentian nano NiO dan Ag berliang: ke arah pembangunan bukan yang sangat sensitif dan terpilih. -penderia glukosa enzimatik.Ding, Yu, Wang, Yu, Su, L, Zhang, H., dan Lei, Yu.Penyediaan dan pencirian nanofibers NiO-Ag, nanofibers NiO, dan Ag berliang: Ke arah pembangunan penderia glukosa yang sangat sensitif dan terpilih-enzimatik. Ding, Y., Wang, Y., Su, L., Zhang, H. & Lei, Y. NiO-Ag 纳米纤维、NiO 纳米纤维和多孔Ag 的制备和表征：髰酳查促葡萄糖传感器。 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., dan Lei, Yu.Penyediaan dan pencirian nanofibers NiO-Ag, nanofibers NiO, dan perak berliang: Ke arah sensor perangsang glukosa bukan enzimatik yang sangat sensitif dan selektif.J. Alma mater.bahan kimia.20, 9918–9926 (2010).
Cheng, X. et al.Penentuan karbohidrat oleh elektroforesis zon kapilari dengan pengesanan amperometri pada elektrod pes karbon diubah suai dengan nano nikel oksida.kimia makanan.106, 830–835 (2008).
Casella, IG Elektrodeposisi Filem Nipis Kobalt Oksida daripada Larutan Karbonat yang Mengandungi Kompleks Co(II)–Tartrate.J. Elektronik.bahan kimia.520, 119–125 (2002).
Ding, Y. et al.Nanofibers Electrospun Co3O4 untuk pengesanan glukosa sensitif dan terpilih.sensor biologi.bioelektronik.26, 542–548 (2010).
Fallatah, A., Almomtan, M. & Padalkar, S. Biosensor glukosa berasaskan cerium oksida: Pengaruh morfologi dan substrat asas ke atas prestasi biosensor. Fallatah, A., Almomtan, M. & Padalkar, S. Biosensor glukosa berasaskan cerium oksida: Pengaruh morfologi dan substrat asas ke atas prestasi biosensor.Fallata, A., Almomtan, M. dan Padalkar, S. Biosensor glukosa berasaskan cerium oksida: kesan morfologi dan substrat utama pada prestasi biosensor.Fallata A, Almomtan M, dan Padalkar S. Biosensor glukosa berasaskan Cerium: kesan morfologi dan matriks teras pada prestasi biosensor.ACS disokong.bahan kimia.projek.7, 8083–8089 (2019).