ВЛИЯНИЕ МЕРКАПТОПРОПИЛТРИМЕТОКСИСИЛАНА НА ХИМИЧЕСКОЕ ОСАЖДЕНИЕ МИКРОТРУБОК ЗОЛОТА В ТРЕКОВЫЕ МЕМБРАНЫ И ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ИХ В СЕНСОРИКЕ
https://doi.org/10.52676/1729-7885-2024-3-137-143
Аннотация
Диабет является одной из глобальных проблем здравоохранения, требующий создания надежных и точных устройств для мониторинга уровня глюкозы в крови. В данном исследовании был разработан неферментативный сенсор на основе модифицированной полиэтилентерефталатной трековой мембраны (ПЭТФ ТМ) для электрохимического определения глюкозы. Впервые была применена модификация мембраны с использованием меркаптопропилтриметоксисилана (МПТМС) с целью улучшения адгезии микроструктур золота и повышения эффективности процесса химического осаждения. Модификация позволила значительно увеличить площадь поверхности сенсора до 0,91±0,25 см2. Вольтамперометрические измерения показали линейную зависимость между плотностью тока и концентрацией глюкозы в диапазоне от 0,1 до 16 мМ, предел обнаружения сенсоров Au@ПЭТФ ТМ-МПТМС составил 0,058 мМ. Разработанные сенсоры демонстрируют хорошую чувствительность и высокую стабильность, что расширяет их потенциальное применение в биосенсорике.
Ключевые слова
Об авторах
А. Х. ШакаеваКазахстан
Алматы
Астана
И. В. Корольков
Казахстан
Алматы
Астана
Н. Жуманазар
Казахстан
Алматы
Д. Т. Нурпеисова
Казахстан
Астана
М. В. Здоровец
Казахстан
Алматы
Астана
Список литературы
1. Hassan M.H., Vyas C., Grieve B. Recent advances in enzymatic and non-enzymatic electrochemical glucose sensing // Sensors. – 2021. – Vol. 21. – No. 4672. – P. 1–26.
2. Clark L.C., Lyons C. Electrode systems for continuous monitoring in cardiovascular surgery // Annals of the New York Academy of Sciences. – 1962. – Vol. 102. – No. 12. – P. 29–45.
3. Sehit E., Altintas Z. Significance of nanomaterials in electrochemical glucose sensors: An updated review (2016-2020) // Biosensors and Bioelectronics. – 2020. – Vol. 159. – No. 112165. – P. 1–18.
4. Patle S., Rotake D. Recent advances, technological challenges and requirements to predict the future treads in wearable sweat sensors: A critical review // Microchemical Journal. – Elsevier Inc., 2024. – Vol. 200.
5. Gonzalez-Rodriguez R. et al. Gold Nanoparticles in Porous Silicon Nanotubes for Glucose Detection // Chemosensors. – Multidisciplinary Digital Publishing Institute (MDPI), 2024. – Vol. 12. – No. 4. – P. 63.
6. Bessbousse H. et al. Functionalized Nanoporous Track-Etched b-PVDF Membrane Electrodes for Heavy Metal Determination by Square-Wave Anodic Stripping Voltammetry.
7. Zhumanazar N. et al. Electrochemical detection of lead and cadmium ions in water by sensors based on modified track-etched membranes // Sensors and Actuators A: Physical. – 2022. – Vol. 76. – No. 9. – P. 114094–114112.
8. Shakayeva A.K. et al. Electrochemical sensors based on modified track–etched membrane for non-enzymatic glucose determination // Microchemical Journal. – Elsevier, 2023. – Vol. 193. – P. 109003.
9. Bian X. et al. High electrochemical performance of glucose detection based on tapered gold nanostructures and MXene layers // Sensors and Actuators Reports. – Elsevier, 2024. – Vol. 8. – P. 100232.
10. Cherevko S., Chung C.H. Gold nanowire array electrode for non-enzymatic voltammetric and amperometric glucose detection // Sensors and Actuators, B: Chemical. – 2009. – Vol. 142. – No. 1. – P. 216–223.
11. Muench F. et al. Templated synthesis of pure and bimetallic gold/platinum nanotubes using complementary seeding and plating reactions // Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects. – Elsevier B.V., 2016. – Vol. 508. – P. 197–204.
12. Wang S. et al. Hierarchical metal-dielectric-metal nanostructures as SERS sensors for sensitive detection of polycyclic aromatic hydrocarbons // Applied Surface Science. – North-Holland, 2024. – Vol. 646. – P. 158926.
13. Sharma S., Kumar R., Yadav R.M. Polyacrylonitrile as a versatile matrix for gold nanoparticle-based SERS substrates // Nanoscale Advances. – Royal Society of Chemistry, 2024. – Vol. 6. – No. 4. – P. 1065–1073.
14. Zhumanazar N. et al. Electrochemical detection of lead and cadmium ions in water by sensors based on modified track-etched membranes // Sensors and Actuators A: Physical. – 2023. – Vol. 354.
15. Badoni A., Prakash J. Noble metal nanoparticles and graphene oxide based hybrid nanostructures for antibacterial applications: Recent advances, synergistic antibacterial activities, and mechanistic approaches // Micro and Nano Engineering. – Elsevier, 2024. – Vol. 22. – P. 100239.
16. Hormozi Jangi S., Khoobi A. Detection of cadmium heavy metal ions using a nanostructured green sensor in food, biological and environmental samples // Food Chemistry. – Elsevier, 2024. – Vol. 458. – P. 140307.
17. Vellemana L., Shapter J.G., Losic D. Gold nanotube membranes functionalised with fluorinated thiols for selective molecular transport // Journal of Membrane Science. – Elsevier, 2009. – Vol. 328. – No. 1–2. – P. 121–126.
18. Muench F. Electroless Plating of Metal Nanomaterials // ChemElectroChem. – 2021. – Vol. 8. – No. 16. – P. 2993– 3012.
19. Mashentseva A.A. et al. Composite Track-Etched Membranes: Synthesis and Multifaced Applications // Polymers 2024, Vol. 16, Page 2616. – Multidisciplinary Digital Publishing Institute, 2024. – Vol. 16. – No. 18. – P. 2616.
20. Kozlovskiy A. et al. PET ion-track membranes: Formation features and basic applications // Springer Proceedings in Physics. – Springer Science and Business Media, LLC, 2019. – Vol. 221. – P. 461–479.
21. Yang M. et al. Highly ordered gold-nanotube films for flow-injection amperometric glucose biosensors // RSC Advances. – Royal Society of Chemistry, 2014. – Vol. 4. – No. 76. – P. 40286–40291.
22. Galbiati S., Morin A., Pauc N. Nanotubes array electrodes by Pt evaporation: Half–cell characterization and PEM fuel cell demonstration // Applied Catalysis B: Environmental. – Elsevier, 2015. – Vol. 165. – P. 149–157.
23. Shao P., Ji G., Chen P. Gold nanotube membranes: Preparation, characterization and application for enantioseparation. – 2005. – Vol. 255. – P. 1–11.
24. Menon V.P., Martin C.R. Fabrication and Evaluation of Nanoelectrode Ensembles. – 1995. – Vol. 67. – No. 13. – P. 1920–1928.
25. Korolkov I. V. et al. The effect of oxidizing agents/systems on the properties of track-etched PET membranes // Polymer Degradation and Stability. – Elsevier, 2014. – Vol. 107. – P. 150–157.
26. Xue Y. et al. Quantifying thiol–gold interactions towards the efficient strength control // Nature Communications 2014 5:1. – Nature Publishing Group, 2014. – Vol. 5. – No. 1. – P. 1–9.
27. Velleman L., Shapter J.G. Gold nanotube membranes // Materials. – 2013. – Vol. 7. – No. 4. – P. 1–27.
28. Ali M.Y. et al. Green synthesized gold nanoparticles and CuO-based nonenzymatic sensor for saliva glucose monitoring // RSC Advances. – The Royal Society of Chemistry, 2024. – Vol. 14. – No. 1. – P. 577–588.
29. Okamoto K. et al. Gold/MnO2 particles decorated on electrodeposited polyaniline toward non-enzymatic electrochemical sensor for glucose // Micro and Nano Engineering. – Elsevier, 2023. – Vol. 18. – P. 100175.
Дополнительные файлы
![]() |
1. Сопроводительное письмо | |
Тема | ||
Тип | Прочее | |
Скачать
(307KB)
|
Метаданные ▾ |
|
2. Рисунок 1 | |
Тема | ||
Тип | Результаты исследования | |
Посмотреть
(52KB)
|
Метаданные ▾ |
|
3. Рисунок 2 | |
Тема | ||
Тип | Результаты исследования | |
Посмотреть
(161KB)
|
Метаданные ▾ |
|
4. Рисунок 3 | |
Тема | ||
Тип | Результаты исследования | |
Посмотреть
(154KB)
|
Метаданные ▾ |
|
5. рисунок 4 | |
Тема | ||
Тип | Результаты исследования | |
Посмотреть
(27KB)
|
Метаданные ▾ |
|
6. Рисунок 5 | |
Тема | ||
Тип | Результаты исследования | |
Посмотреть
(40KB)
|
Метаданные ▾ |
Рецензия
Для цитирования:
Шакаева А.Х., Корольков И.В., Жуманазар Н., Нурпеисова Д.Т., Здоровец М.В. ВЛИЯНИЕ МЕРКАПТОПРОПИЛТРИМЕТОКСИСИЛАНА НА ХИМИЧЕСКОЕ ОСАЖДЕНИЕ МИКРОТРУБОК ЗОЛОТА В ТРЕКОВЫЕ МЕМБРАНЫ И ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ИХ В СЕНСОРИКЕ. Вестник НЯЦ РК. 2024;(3):137-143. https://doi.org/10.52676/1729-7885-2024-3-137-143
For citation:
Shakayeva A.Kh., Korolkov I.V., Zhumanazar N., Nurpeisova D.T., Zdorovets M.V. INFLUENCE OF MERCAPTOPROPYLTRIMETHOXYSILANE ON THE CHEMICAL DEPOSITION OF GOLD MICROTUBES IN TRACK-ETCHED MEMBRANES AND THEIR APPLICATION IN SENSOR TECHNOLOGY. NNC RK Bulletin. 2024;(3):137-143. (In Russ.) https://doi.org/10.52676/1729-7885-2024-3-137-143