Электрохимический сенсор аскорбиновой кислоты на основе наноструктур оксида цинка

Авторы

  • Zh.U. Paltusheva Satbayev University, Казахстан, г. Алматы
  • L.V. Gritsenko Satbayev University, Казахстан, г. Алматы; Национальная нанотехнологическая лаборатория открытого типа КазНУ им. аль-Фараби, Казахстан г. Алматы
  • Y.Y. Kedruk Satbayev University, Казахстан, г. Алматы
  • Kh.A. Abdullin Национальная нанотехнологическая лаборатория открытого типа КазНУ им. аль-Фараби, Казахстан г. Алматы
  • М.B. Aitzhanov Национальная нанотехнологическая лаборатория открытого типа КазНУ им. аль-Фараби, Казахстан г. Алматы
  • Zh.K. Kalkozova Национальная нанотехнологическая лаборатория открытого типа КазНУ им. аль-Фараби, Казахстан г. Алматы

DOI:

https://doi.org/10.26577/RCPh.2023.v86.i3.06

Ключевые слова:

оксид цинка, оксид графена, электрохимический биосенсор, химическое осаждение, аскорбиновая кислота, циклическая вольтамперометрия

Аннотация

Полупроводниковые наноструктурированные образцы ZnO и ZnO-GO были получены при комнатной температуре методом химического осаждения из раствора.  В работе исследовано электрохимическое неферментативное определение аскорбиновой кислоты с помощью полученных наноструктур, нанесённых на стеклоуглеродный электрод. Морфология и структурные свойства изготовленных наноструктурированных материалов были проанализированы с помощью электронного растрового микроскопа и рентгеновского дифрактометра. Электрохимические свойства были исследованы методами циклической вольтамперометрии на одноканальном потенциостате-гальваностате. Чувствительность полученных электродов была рассчитана для концентраций аскорбиновой кислоты в фосфатно-буферном растворе от 0,3мМ до 3 мМ при различных скоростях сканирования. Таким образом, было выявлено, что чувствительность образца ZnO-GO ниже, чем у образца ZnO, что может быть связано с диэлектрическими свойствами оксида графена. Однако после отжига в атмосфере чувствительность образца ZnO-GO повысилась, что связано с уменьшением дефектов в образце и увеличением удельной поверхности образцов. В результате исследований был получен модифицированный ZnO-GO/GCE электрод с высокой чувствительностью 386 мкАМ-1см-2, перспективный для использования в качестве основы биосенсора для определения уровня витамина C в крови, пищевых продуктах и лекарствах.

Библиографические ссылки

Y.C. Boo, Antioxidants, 11, 1663 (2022).

M. Sim, S. Hong, S. Jung, European Journal of Nutrition, 61, 447-459 (2022).

M. Feszterová, M. Mišiaková, M. Kowalska, Appl. Sci, 13, P. 3624 (2023).

T. Wu, Food Chem, 100, 1573–1579 (2007).

H.-M. Meng, X.-B. Zhang, C. Yang, H. Kuai, G.-J. Mao, L. Gong, Analytical Chemistry, 88, 6057–6063 (2016).

H. Chen, Q. Wang, Q. Shen, X. Liu, W. Li, Z. Nie, Biosensors and Bioelectronics, 91, 878–884 (2017).

H. Bi, C.M. Duarte, M. Brito, V. Vilas-Boas, S. Cardoso, P. Freitas, Biosensors and Bioelectronics, 85, 568–572 (2016).

S. Boonpangrak, S. Lalitmanat, Y. Suwanwong, S. Prachayasittikul, V. Prachayasittikul, Food Analytical Methods, 9, 1616–1626 (2015).

R. Zuo, S. Zhou, Y. Zuo, Y. Deng, Food Chemistry, 182, 242–245 (2015).

D. Li, X. Liu, R. Yi, J. Zhang, Z. Su, Wei G. Inorganic Chemistry Frontiers, 5, 112–119 (2018).

D.B. Tolubayeva, L.V. Gritsenko, Rec.Contr.Phys, 4, 29-37 (2022). (in Russ.)

N.F. Atta, A. Galal, et.al, Sensors and Actuators B: Chemical, 297, 126648 (2019).

N. Wongkaew, M. Simsek, et.al., Chemical Reviews, 119, P.120–194 (2018).

Y.Y. Kedruk, G.A. Baigarinova, et.al., Frontiers in Materials, 9, P. 869493 (2022).

J. Nithya, Journal of Biosensors and Bioelectronics, 2015, 1-9 (2015).

T. Dodevska, D. Hadzhiev, I. Shterev, Micromachines, 14, 41 (2023).

J. Xue, M. Xu, et.al., Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects, 628, P. 127288 (2021).

R.R. Sawkar, M.M. Shanbhag, S.M. Tuwar, K. Mondal, N.P. Shettiol, Catalysts, 12, 1166 (2022).

C.T. Altaf, T.O. Colak, et.al, Journal of Energy Storage, 68, 107694 (2023).

Kh.A. Abdullin, M.T. Gabdullin, et.al., Semiconductors, 50, 1010-1014 (2016).

Z.U. Paltusheva, Z. Ashikbayeva, D. Tosi, L.V. Gritsenko, Biosensors, 12, 1015 (2022).

S. Palanisamy, S. Cheemalapati, S.M. Chen, Anal. Biochem, 429, 108–115 (2012).

Zh.U. Paltusheva, N. Alpysbaiuly, et.al., Bulletin of the Karaganda university. Physics series, 2, 102-109 (2022).

H. Wang, Q. Pan, Y. Cheng, J. Zhao, G. Yin, Electrochim. Acta, 54, 2851–2855 (2009).

W. Geng, X. Zhao, W. Zan, H. Liu, X. Yao, Phys. Chem, 16, 3542–3548 (2014).

J. Chen, C. Li, G. Eda, Y. Zhang, W. Lei, M. Chhowalla, Chem. Commun, 47, 6084–6086 (2011).

R. Sha, A. Basak, P. Ch. Maity, S. Badhulika, Sensors and Actuators Reports, 4, 100098 (2022).

A. Z. Zainuri, N. N. Bonnia, et.al., 407, 2100372 (2023).

Загрузки

Опубликован

2023-09-17

Выпуск

Раздел

Физика конденсированного состояния и проблемы материаловедения. Нанонаука