Science >> Wetenschap >  >> Chemie

Innovatieve draagbare sensoren voor waterstofperoxidedetectie

Diagram en toepassing van de draagbare visuele en elektrochemische H2 O2 sensoren. a – c) Schematische weergave en bijbehorende kalibratiecurve van draagbare visuele H2 O2 detectie op basis van testpapier. d–f) Schematische weergave en bijbehorende kalibratiecurve van draagbare elektrochemische H2 O2 voelen. g, h) Meting van H2 O2 vrijgegeven uit HeLa-cellen met draagbare visuele en elektrochemische sensoren. Schaalbalk = 1,0 cm. i) Vergelijking van H2 O2 concentraties gemeten met respectievelijk de draagbare colorimetrische sensor, de UV-vis spectrofotometer, de draagbare elektrochemische sensor en het elektrochemische werkstation. Credit:Microsystemen en nano-engineering (2023). DOI:10.1038/s41378-023-00623-y

In een studie gepubliceerd in het tijdschrift Microsystems &Nanoengineering hebben onderzoekers van de Northwestern Polytechnical University (NPU) een doorbraak onthuld in de detectie van waterstofperoxide H2 O2 , een essentiële biomarker in biologische processen, met de ontwikkeling van dual-functionele draagbare sensoren op basis van Pt-Ni-hydrogels.



Deze sensoren, bedreven in zowel colorimetrische als elektrochemische detectie, staan ​​klaar om een ​​revolutie teweeg te brengen in de gepersonaliseerde gezondheidszorg.

De innovatieve Pt-Ni-hydrogels, gesynthetiseerd via een eenvoudig co-reductieproces, zijn een integraal onderdeel van een nieuwe methode voor H2 O2 detectie. Deze hydrogels, met hun unieke structuur van nanodraadnetwerken en verfrommelde nanosheets, bieden een enorm oppervlak dat cruciaal is voor biosensoren. Ze demonstreren significante peroxidase-achtige en elektrokatalytische activiteiten en maken zowel colorimetrische als elektrochemische detectie van H2 mogelijk O2 .

De colorimetrische benadering omvat een zichtbare kleurverandering in de hydrogel na interactie met H2 O2 , meetbaar via UV-zichtbare absorptiespectra, met een snelle responstijd. Elektrochemische detectie wordt bevestigd door cyclische voltammetrie, wat de effectiviteit van de hydrogels in H2 benadrukt O2 reductie.

De belangrijkste bevindingen zijn onder meer een lage detectielimiet voor zowel colorimetrische (0,030 μM) als elektrochemische (0,15 μM) methoden, brede lineariteitsbereiken, uitstekende langetermijnstabiliteit tot 60 dagen en uitstekende selectiviteit, essentieel voor nauwkeurige H2 O2 meting in complexe monsters.

Bovendien zijn de prestaties van de sensoren bij het detecteren van H2 O2 van HeLa-cellen sluit nauw aan bij standaard spectrofotometrische en elektrochemische methoden, wat hun potentieel voor praktische toepassingen bevestigt.

Deze draagbare H2 O2 Sensoren vertegenwoordigen een aanzienlijke vooruitgang op het gebied van gezondheidsmonitoring. Hun eenvoud, gevoeligheid en selectiviteit maken ze ideaal voor point-of-care-diagnostiek en bieden een nieuwe weg voor gepersonaliseerde gezondheidszorg.

Deze apparaten, met hun potentieel voor gemakkelijke integratie in het dagelijks leven, zouden een revolutie teweeg kunnen brengen in de manier waarop we gezondheidsproblemen monitoren en beheren, waardoor de weg wordt vrijgemaakt voor bredere toepassingen in medische diagnostiek en therapeutische monitoring.

Meer informatie: Guanglei Li et al, Draagbare visuele en elektrochemische detectie van de afgifte van waterstofperoxide uit levende cellen op basis van dubbelfunctionele Pt-Ni-hydrogels, Microsystemen en nano-engineering (2023). DOI:10.1038/s41378-023-00623-y

Journaalinformatie: Microsystemen en nano-engineering

Aangeboden door de Chinese Academie van Wetenschappen




Meer >

Meer >

Hoofdlijnen

  1. Wetenschappers werken aan een periodiek systeem voor ecologie
  2. Zijn de wandaden van John James Audubon uit het verleden naar huis gekomen om te slapen?
  3. Een van 's werelds zeldzaamste walvissen waargenomen voor de kust van Californië
  4. Driedimensionale puntenwolken geven inzicht in de structurele complexiteit van bossen
  5. Nieuw onderzoek toont aan dat dinosaurusmest de planeet bevrucht
  6. Wetenschappers ontdekken dat genen worden aangestuurd door nanovoetballen
  7. Uit onderzoek blijkt dat ongewervelde dieren een cruciale rol spelen als eco-beheerders in de mondiale afbraak van bosafval
  8. Kiemvrije diermodellen onthullen de rol van darmbacteriën in de gezondheid
  9. Wat is apoptose?

Wetenschap