بررسی اکسیداسیون گلوکز بر روی الکترود اصلاح شده به روش غیر آنزیمی

خلاصه فارسی

مقدمه: اندازه گیری دقیق گلوکز خون برای ارزیابی بیماری دیابت و همچنین تنظیم دوز انسولین و داروهای پایین آورنده قند خون امری ضروری است. بنابراین وجود روش های ساده، سریع و ارزان برای اندازه گیری کردن گلوکز خون از نیاز های ضروری بشر می¬باشد. تاکنون روش های مختلفی برای اندازه گیری گلوکز خون انسان معرفی شده است ولی غالب این روش ها گران بوده و نیازمند اصلاح سطح الکترود با آنزیم گلوکزاکسیدار است. بنابراین ابداع روش جدید برای اندازه گیری مستقیم گلوکز بدون حضور آنزیم می تواند از قیمت محصول تمام شده بکاهد. هدف از این پروژه طراحی یک سنسور الکتروشیمیایی بدون استفاده از آنزیم گلوکز اکسیداز برای اندازه غلظت گلوکز خون در pH بیولوژیکی 7/4 است. روش کار: بدین منظور ابتدا نانوذرات مس (Cu) به صورت الکتروشیمیایی بر روی الکترود صفحه چاپی پلاتین (PtSPE) ترسیب گردید. در ادامه از نانولوله های چند دیواره کربنی (MW) برای اصلاح سطح Cu-PtSPE استفاده گردید. در پایان کار پلیمر قالب مولکولی (MIP) مخصوص گلوکز بر روی Mw-Cu-PtSPE ترسیب گردید. MIP همانند یک آنتی بادی مصنوعی عمل می کند و فقط به گلوکز اجازه نزدیک شدن به سطح الکترود را می دهد. در نتیجه انتخاب پذیری الکترود افزایش می یابد. یافته ها: با ترسیب Cu بر روی PtSPE، ویژگی های الکتروکاتالیستی مس با ویژگی های منحصر به فرد پلاتین برای اکسیداسیون گلوکز ترکیب شده و یک سیگنال قابل قبولی برای اکسیداسیون گلوکز در 7/4 = pH نشان می دهد. MW نیز باعث بهبود سیگنال و افزایش هدایت پذیری سطح الکترود می شود. در پایان، MIP همانند یک آنتی بادی مصنوعی عمل می کند و فقط به گلوکز اجازه نزدیک شدن به سطح الکترود را می دهد. در نتیجه انتخاب پذیری سنسور MIP-Mw-Cu-PtSPE افزایش می یابد. نتیجه گیری: سنسور طراحی شده MIP-Mw-Cu-PtSPE در محدوده وسیع غلظت µM 0/1 تا mM 50 متناسب با غلظت گلوکز می باشد و حد تشخیص آن، µM 0/05 بدست آمد. این بیوسنسور علاوه بر سادگی که دارد، یک گزینه قابل اعتماد، با حساسیت و انتخابپذیری بالا را برای تعیین کمی گلوکز در نمونه طبیعی خون را فراهم می کند و می تواند برنامه های کاربردی بالقوه جدیدی را در زمینه های پزشکی و درمان ارائه دهد.

عنوان انگليسی

Electrochemical oxidation of glucose using modified electrode based on non-enzymatic method

خلاصه انگلیسی

Introduction: Accurate measurement of blood glucose is essential for assessing diabetes as well as adjusting the dose of insulin and hypoglycemic drugs. Therefore, the existence of simple, fast and inexpensive methods for measuring blood glucose is an essential human need. So far, various methods have introduced to measure human blood glucose, but most of these methods are expensive and require modification of the electrode surface with glucose oxidizing enzyme. Therefore, the development of a new method for direct measurement of glucose without the presence of enzymes can reduce the cost of the finished product. The aim of this project is to design an electrochemical sensor without the use of glucose oxidase enzyme to measure blood glucose concentration at biological pH 7.4. Methods: For this purpose, first copper nanoparticles (Cu) precipitated electrochemically on a PtSPE electrode. Then, multi-walled carbon nanotubes (MW) used to modify the Cu-PtSPE surface. At the end of the work, the molecularly imprinted polymer (MIP) for glucose precipitated on Mw-Cu-PtSPE. MIP acts like a synthetic antibody, allowing only glucose to approach the electrode surface. As a result, the selectivity of the electrode increases. Results: By precipitating Cu on PtSPE, the electrocatalytic properties of copper are combined with the unique properties of platinum for glucose oxidation and show an acceptable signal for glucose oxidation at pH = 7.4. MW also improves the signal and increases the conductivity of the electrode surface. In the end, MIP acts like a synthetic antibody, allowing only glucose to approach the electrode surface and of selectivity of MIP-Mw-Cu-PtSPE, increases. Conclusion: Designed MIP-Mw-Cu-PtSPE sensor in a wide concentration range of 0.0001 M to 50 mM is proportional to glucose concentration and its detection limit was 0.05 µM.This biosensor provides a simple, reliable, high-sensitivity, selectivity option for quantifying glucose in a normal blood sample and could offer potential new applications in medicine and treatment.

Document Downloads