Новости химической науки > Метод увеличения чувствительности электрохимических сенсоров

Графен и родственные материалы являются многообещающими для будущего электрохимических сенсоров – детекторов, измеряющих концентрации кислорода, токсичных газов и других соединений. Тем не менее, для многих практических приложений требуется большая чувствительность, чем была достигнута к настоящему времени.

Схемы наногибридных систем, использованных для наноструктурированных электродов. (Рисунок из Scientific Reports; doi:10.1038/srep00877)

Исследователи из Северо-западного университета США в партнерстве с коллегами из Индии разработали новый метод, позволяющий усиливать сигналы электрохимических сенсоров на основе оксида графена с помощью процесса, получившего название «магнитно-электрохимическая иммунная проба» [«magneto-electrochemical immunoassay»]. Результаты их исследования могут быть использованы для создания новых медицинских, химических и инженерных технологий.

Нанокомпозитные пленки на основе графена в последнее время используются как эффективная сенсорная платформа для электрохимических и биохимических сенсоров из-за простоты модификации поверхности и высокой подвижности заряда в материалах такого рода.

Новая концепция, предложенная исследователями, комбинирует в себе преимущества свойств углеродных нанотрубок и восстановленного оксида графена с электрохимически индуцируемым разрушением магнитных наночастиц золота на большое количество ионов.

Высокой активности удалось достичь благодаря точному дизайну магнитоактивной частицы. Исследователи использовали крошечные магнитоактивные частицы, инкапсулированные в диоксид кремния; такой дизайн, типичный для наночастиц, построенных по типу оболочка/ядро, позволял добиваться от частиц требуемых магнитных свойств, не позволяя магнитно-активному металлу окисляться или разрушаться. Поверх слоя оксида кремния был нанесен слой золота, который обеспечивал частицам дополнительную инертность и биосовместимость.

Новая аналитическая платформа позволяет проводить экспрессный и чувствительный скрининг веществ, потенциальных загрязнителей окружающей среды или токсинов в образцах. Авторы нового аналитического метода позволяют о его ультравысокой чувствительности в определении гербицида диурона и его аналогов в субпикомолярных концентраций в стандартных образцах воды. Новый подход к анализу отличается также и потенциально невысокой стоимостью – десятки тысяч электродов для новой системы можно получить с помощью сравнительно недорогого метода печати.

Источник: Scientific Reports; doi:10.1038/srep00877

метки статьи: #аналитическая химия, #нанотехнологии, #химия твердого тела, #электрохимия