Estudio para la construcción de un biosensor de glucosa autoalimentado basado en un material compuesto de óxido de grafeno reducido/partículas de oro nanotecnológicas/tubos de carbono de paredes múltiples

YI Jin-fei ,  

YIN Xue-hu ,  

LI Rong ,  

MA Li-hong ,  

ZHANG Yan-li ,  

WANG Hong-bin ,  

YANG Wen-rong ,  

PANG Peng-fei ,  

摘要

Los dispositivos sensores de autoalimentación construidos con pilas de combustible enzimáticas (EBFC) presentan ventajas como estructura simple, facilidad de miniaturización y no requieren fuente de alimentación externa, lo que les confiere un potencial de aplicación en diagnóstico clínico, monitoreo ambiental y biosensores. Utilizando un material compuesto de óxido de grafeno reducido/partículas de oro nanotecnológicas/tubos de carbono de paredes múltiples (rGO/AuNPs/MWCNTs) como sustrato del electrodo, y mediante la fijación respectiva de glucosa oxidasa (GOx) y el crecimiento electroquímico de dióxido de manganeso (MnO2) sobre la superficie del electrodo modificado con rGO/AuNPs/MWCNTs, se fabricaron ánodos y cátodos bioeléctricos EBFC, construyendo un biosensor de glucosa de célula única autoalimentado por pila de combustible enzimática (EBFC-SPGB). En presencia de glucosa objetivo, la GOx fijada en la superficie del bioánodo experimenta una reacción enzimática, catalizando la producción de electrones que viajan a través de un circuito externo hacia el cátodo, provocando una reacción reductora de MnO2 en la superficie del cátodo y generando una señal de respuesta electroquímica. El nanocompuesto rGO/AuNPs/MWCNTs posee excelente conductividad, biocompatibilidad y gran área superficial, cuyo efecto sinérgico mejora significativamente la carga de GOx y promueve eficazmente la transferencia de electrones en la superficie del electrodo. La señal máxima de salida del EBFC-SPGB muestra una buena relación lineal con la concentración de glucosa en el rango de 1 a 30 mmol/L, con un límite de detección (S/N=3) de 0,3 mmol/L, habiéndose utilizado con éxito para medir la concentración de glucosa en muestras de suero humano.

关键词

glucosa;nanocompuesto;pila de combustible enzimática;biosensor de glucosa autoalimentado

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