直線性が改善された金ナノ粒子修飾CuOナノワイヤ電極ベースの非酵素性グルコース検出

Au nanoparticles modified CuO nanowireelectrode based non-enzymatic glucose detection with improved linearity.

• Ashwini Kumar Mishra
• Deepak Kumar Jarwal
• Bratindranath Mukherjee
• Amit Kumar
• Smrity Ratan
• Manas Ranjan Tripathy
• Satyabrata Jit

抄録

本論文では、銅箔上に成長した金ナノ粒子(GNP)修飾酸化銅ナノワイヤー(CuO NWs)をベースとした電極を用いて、0.5M NaOHと1M NaOH濃度で最大31.06mM、44.36mMまでの広い直線性範囲でグルコースを非酵素的に検出することを検討した。提案された電極は、44.36mMand感度1591.44μA mMcmの高い直線性範囲で0.3μMの非常に低いグルコース濃度を検出するために使用することができます。この電極は、まず化学エッチング法により銅箔上にCu(OH)NWを合成した後、熱処理を行ってCu(OH)NWをCuO NWに変換することにより作製した。このCuO NW上にGNPを析出させることで、触媒活性を向上させた電極の有効表面積対体積比を向上させることができる。本研究では、XRD,XPS,FE-SEM,HR-TEMを用いて表面形状を調べた。提案したセンサーは、尿や唾液中の低レベルのグルコースを検出することが期待される。同時に、~806.5454mg/dlの非常に高い糖レベル(すなわち高血糖)の測定にも使用できる。また、提案されたセンサは、GNP修飾CuO NWs電極の多重屈曲後のグルコースを検出することも可能である。また、提案した装置は、人間の血糖値の検出にも使用されており、本センサの結果は、高精度で信頼性の高いものであることがわかった。

This paper explores gold nanoparticle (GNP) modified copper oxide nanowires(CuO NWs)based electrode grown on copper foil for non-enzymatic glucose detection in a wide linear ranging up to 31.06 mM, and 44.36 mM at 0.5 M NaOH and 1 M NaOH concentrations. The proposed electrode can be used to detect a very low glucose concentration of 0.3 µM with a high linearity range of 44.36mM and sensitivity of 1591.44 µA mM cm. The electrode is fabricated by first synthesizing Cu (OH) NWs on a copper foil by chemical etching method and then heat treatment is performed to convert Cu (OH) NWs into CuO NWs. The GNPs are deposited on CuO NWs to enhance the effective surface-to-volume ratio of the electrode with improved catalytic activity. The surface morphology has been investigated by XRD, XPS, FE-SEM and HR-TEM analysis. The proposed sensor is expected to detect low-level of glucose in urine, and saliva. At the same time, it can also be used to measure extremely high sugar levels (i.e. hyperglycemia) of ~ 806.5454 mg/dl. The proposed sensor is also capable of detecting glucose after multiple bending of the GNP modified CuO NWs electrode. The proposed device is also used to detect the blood sugar level in human being and it is found that this sensor's result is highly accurate and reliable.