Salamat sa pagbisita sa Nature.com.Naggamit ka usa ka bersyon sa browser nga adunay limitado nga suporta sa CSS.Alang sa labing kaayo nga kasinatian, among girekomenda nga mogamit ka usa ka bag-ong browser (o i-disable ang Compatibility Mode sa Internet Explorer).Dugang pa, aron masiguro ang padayon nga suporta, gipakita namon ang site nga wala’y mga istilo ug JavaScript.
Gisusi namon ang epekto sa piho nga lugar sa ibabaw sa mga electrochemical nga kabtangan sa NiCo2O4 (NCO) alang sa pagtuki sa glucose.Ang mga nanomaterial sa NCO nga adunay kontroladong espesipikong lugar sa nawong gihimo sa hydrothermal synthesis nga adunay mga additives, ug ang mga nanostructure nga nag-assemble sa kaugalingon nga adunay hedgehog, pine needle, tremella ug bulak sama sa morphology nahimo usab.Ang pagkabag-o sa kini nga pamaagi naa sa sistematikong pagkontrol sa agianan sa reaksyon sa kemikal pinaagi sa pagdugang sa lainlaing mga additives sa panahon sa synthesis, nga nagdala sa kusog nga pagporma sa lainlaing mga morpolohiya nga wala’y kalainan sa istruktura sa kristal ug kahimtang sa kemikal sa mga sangkap nga elemento.Kini nga morphological control sa NCO nanomaterials nagdala sa mahinungdanong mga pagbag-o sa electrochemical performance sa glucose detection.Kauban sa materyal nga pag-ila, ang relasyon tali sa piho nga lugar sa nawong ug ang electrochemical performance alang sa glucose detection gihisgutan.Kini nga trabaho mahimong maghatag ug siyentipikanhong pagsabot sa surface area tuning sa nanostructures nga nagtino sa ilang functionality para sa mga potensyal nga aplikasyon sa glucose biosensors.
Ang lebel sa glucose sa dugo naghatag hinungdanon nga kasayuran bahin sa metaboliko ug pisyolohikal nga kahimtang sa lawas1,2.Pananglitan, ang abnormal nga lebel sa glucose sa lawas mahimong usa ka importante nga timailhan sa seryoso nga mga problema sa panglawas, lakip na ang diabetes, sakit sa cardiovascular, ug sobra nga katambok3,4,5.Busa, ang kanunay nga pag-monitor sa lebel sa asukal sa dugo hinungdanon kaayo alang sa pagpadayon sa maayong kahimsog.Bisan kung ang lainlaing mga lahi sa mga sensor sa glucose nga naggamit sa physicochemical detection ang gitaho, ang ubos nga pagkasensitibo ug hinay nga mga oras sa pagtubag nagpabilin nga mga babag sa padayon nga sistema sa pag-monitor sa glucose6,7,8.Dugang pa, sa pagkakaron popular nga electrochemical glucose sensors base sa enzymatic reaksyon sa gihapon adunay pipila ka mga limitasyon bisan pa sa ilang mga bentaha sa paspas nga pagtubag, taas nga pagkasensitibo ug medyo yano nga mga pamaagi sa paggama9,10.Busa, lain-laing mga matang sa non-enzymatic electrochemical sensor kay kaylap nga gitun-an sa pagpugong sa enzyme denaturation samtang nagmintinar sa mga bentaha sa electrochemical biosensors9,11,12,13.
Ang mga transition metal compound (TMCs) adunay igo nga taas nga catalytic nga kalihokan nga may kalabotan sa glucose, nga nagpalapad sa sakup sa ilang aplikasyon sa electrochemical glucose sensors13,14,15.Sa pagkakaron, lain-laing mga makatarunganon nga mga disenyo ug yano nga mga pamaagi alang sa synthesis sa TMS nga gisugyot aron sa dugang nga pagpalambo sa pagkasensitibo, selectivity, ug electrochemical kalig-on sa glucose detection16,17,18.Pananglitan, ang dili klaro nga transition metal oxides sama sa copper oxide (CuO)11,19, zinc oxide (ZnO)20, nickel oxide (NiO)21,22, cobalt oxide (Co3O4)23,24 ug cerium oxide (CeO2) 25 electrochemically aktibo kalabot sa glucose.Ang bag-o nga mga pag-uswag sa binary metal oxides sama sa nickel cobaltate (NiCo2O4) alang sa glucose detection nagpakita og dugang nga synergistic nga mga epekto sa mga termino sa dugang nga electrical activity26,27,28,29,30.Sa partikular, ang tukma nga komposisyon ug pagkontrol sa morpolohiya aron maporma ang TMS nga adunay lainlaing mga nanostructure mahimo nga epektibo nga madugangan ang pagkasensitibo sa pagkakita tungod sa ilang dako nga lugar sa nawong, mao nga girekomenda kaayo nga maugmad ang kontrolado nga morpolohiya nga TMS alang sa gipaayo nga pagtuki sa glucose20,25,30,31,32, 33.34, 35.
Dinhi among gitaho ang mga nanomaterial nga NiCo2O4 (NCO) nga adunay lainlaing mga morpolohiya alang sa pagtuki sa glucose.Ang mga nanomaterial sa NCO nakuha pinaagi sa usa ka yano nga pamaagi sa hydrothermal gamit ang lainlaing mga additives, ang mga additives sa kemikal usa sa mga hinungdan nga hinungdan sa pag-assemble sa kaugalingon sa mga nanostructure sa lainlaing mga morpolohiya.Among sistematikong gisusi ang epekto sa mga NCO nga adunay lain-laing mga morphologies sa ilang electrochemical performance alang sa glucose detection, lakip na ang pagkasensitibo, selectivity, ubos nga detection limit, ug long-term stability.
Among gi-synthesize ang NCO nanomaterials (minubo nga UNCO, PNCO, TNCO ug FNCO) nga adunay mga microstructure nga susama sa sea urchins, pine needles, tremella ug mga bulak.Ang Figure 1 nagpakita sa lain-laing mga morpolohiya sa UNCO, PNCO, TNCO, ug FNCO.Ang mga imahe sa SEM ug mga imahe sa EDS nagpakita nga ang Ni, Co, ug O parehas nga giapod-apod sa mga nanomaterial sa NCO, ingon sa gipakita sa Mga Figure 1 ug 2. S1 ug S2, matag usa.Sa fig.2a, b nagpakita sa representante nga mga imahe sa TEM sa mga nanomaterial sa NCO nga adunay lahi nga morpolohiya.Ang UNCO usa ka microsphere nga nag-assemble sa kaugalingon (diameter: ~5 µm) nga gilangkoban sa mga nanowires nga adunay NCO nanoparticle (average nga gidak-on sa partikulo: 20 nm).Kining talagsaon nga microstructure gilauman nga maghatag ug dako nga surface area aron mapadali ang electrolyte diffusion ug electron transport.Ang pagdugang sa NH4F ug urea atol sa synthesis miresulta sa mas baga nga acicular microstructure (PNCO) nga 3 µm ang gitas-on ug 60 nm ang gilapdon, nga gilangkoban sa mas dagkong mga nanoparticle.Ang pagdugang sa HMT imbes sa NH4F moresulta sa usa ka tremello-like morphology (TNCO) nga adunay wrinkled nanosheets.Ang pagpaila sa NH4F ug HMT sa panahon sa synthesis nagdala ngadto sa pagtipon sa mga kasikbit nga wrinkled nanosheet, nga miresulta sa usa ka bulak nga sama sa morphology (FNCO).Ang HREM nga hulagway (Fig. 2c) nagpakita sa lahi nga grating bands nga adunay interplanar spacings nga 0.473, 0.278, 0.50, ug 0.237 nm, nga katumbas sa (111), (220), (311), ug (222) NiCo2O4 nga mga eroplano, s 27 .Ang pinili nga lugar nga electron diffraction pattern (SAED) sa NCO nanomaterials (inset sa Fig. 2b) nagpamatuod usab sa polycrystalline nga kinaiya sa NiCo2O4.Ang mga resulta sa high-angle annular dark imaging (HAADF) ug EDS mapping nagpakita nga ang tanang elemento parehas nga giapod-apod sa NCO nanomaterial, sama sa gipakita sa Fig. 2d.
Ilustrasyon sa eskematiko sa proseso sa pagporma sa NiCo2O4 nanostructures nga adunay kontrolado nga morpolohiya.Gipakita usab ang mga eskematiko ug SEM nga mga imahe sa lainlaing mga nanostructure.
Morphological ug structural characterization sa NCO nanomaterials: (a) TEM image, (b) TEM image uban sa SAED pattern, (c) grating-resolved HRTEM image ug katugbang nga HADDF images sa Ni, Co, ug O sa (d) NCO nanomaterials..
Ang X-ray diffraction patterns sa NCO nanomaterials sa nagkalain-laing morphologies gipakita sa Fig.3a.Ang diffraction peaks sa 18.9, 31.1, 36.6, 44.6, 59.1 ug 64.9 ° nagpakita sa mga eroplano (111), (220), (311), (400), (511) ug (440) NiCo2O4, matag usa, nga adunay cubic spinel structure (JCPDS No. 20-0781) 36. Ang FT-IR spectra sa NCO nanomaterials gipakita sa Fig.3b.Duha ka lig-on nga vibrational bands sa rehiyon tali sa 555 ug 669 cm–1 katumbas sa metallic (Ni ug Co) oxygen nga gikuha gikan sa tetrahedral ug octahedral nga posisyon sa NiCo2O437 spinel, matag usa.Aron mas masabtan ang structural properties sa NCO nanomaterials, Raman spectra nakuha sama sa gipakita sa Fig. 3c.Ang upat ka mga taluktok nga naobserbahan sa 180, 459, 503, ug 642 cm-1 katumbas sa Raman modes F2g, E2g, F2g, ug A1g sa NiCo2O4 spinel, matag usa.Gihimo ang mga pagsukod sa XPS aron mahibal-an ang kahimtang sa kemikal sa nawong sa mga elemento sa mga nanomaterial sa NCO.Sa fig.Ang 3d nagpakita sa XPS spectrum sa UNCO.Ang spectrum sa Ni 2p adunay duha ka nag-unang mga taluktok nga nahimutang sa nagbugkos nga kusog sa 854.8 ug 872.3 eV, katumbas sa Ni 2p3/2 ug Ni 2p1/2, ug duha ka vibrational satellite sa 860.6 ug 879.1 eV, matag usa.Kini nagpakita sa pagkaanaa sa Ni2+ ug Ni3+ oxidation states sa NCO.Ang mga peak sa palibot sa 855.9 ug 873.4 eV para sa Ni3+, ug ang mga peak sa palibot sa 854.2 ug 871.6 eV para sa Ni2+.Sa susama, ang Co2p spectrum sa duha ka spin-orbit doublets nagpadayag sa mga peak sa kinaiya alang sa Co2+ ug Co3+ sa 780.4 (Co 2p3/2) ug 795.7 eV (Co 2p1/2).Ang mga taluktok sa 796.0 ug 780.3 eV katumbas sa Co2+, ug ang mga taluktok sa 794.4 ug 779.3 eV katumbas sa Co3+.Kini kinahanglan nga matikdan nga ang polyvalent nga kahimtang sa metal ions (Ni2 + / Ni3 + ug Co2 + / Co3 +) sa NiCo2O4 nagpasiugda sa usa ka pagtaas sa electrochemical activity37,38.Ang Ni2p ug Co2p spectra alang sa UNCO, PNCO, TNCO, ug FNCO nagpakita sa susama nga mga resulta, sama sa gipakita sa fig.S3.Dugang pa, ang O1s spectra sa tanang NCO nanomaterials (Fig. S4) nagpakita sa duha ka peak sa 592.4 ug 531.2 eV, nga nalangkit sa tipikal nga metal-oxygen ug oxygen bonds sa hydroxyl groups sa NCO surface, matag usa39.Bisan kung parehas ang mga istruktura sa mga nanomaterial sa NCO, ang mga kalainan sa morphological sa mga additives nagsugyot nga ang matag additive mahimong lahi nga moapil sa mga kemikal nga reaksyon aron maporma ang NCO.Gikontrol niini ang kusog nga paborable nga nucleation ug mga lakang sa pagtubo sa lugas, sa ingon nagkontrol sa gidak-on sa partikulo ug ang-ang sa agglomeration.Sa ingon, ang pagkontrol sa lainlaing mga parameter sa proseso, lakip ang mga additives, oras sa reaksyon, ug temperatura sa panahon sa synthesis, mahimong magamit sa pagdesinyo sa microstructure ug pagpaayo sa electrochemical performance sa NCO nanomaterials alang sa glucose detection.
(a) X-ray diffraction patterns, (b) FTIR ug (c) Raman spectra sa NCO nanomaterials, (d) XPS spectra sa Ni 2p ug Co 2p gikan sa UNCO.
Ang morpolohiya sa gipahiangay nga mga nanomaterial sa NCO suod nga may kalabotan sa pagporma sa mga inisyal nga hugna nga nakuha gikan sa lainlaing mga additives nga gihulagway sa Figure S5.Dugang pa, ang X-ray ug Raman spectra sa bag-ong giandam nga mga sample (Figures S6 ug S7a) nagpakita nga ang pagkalambigit sa lain-laing kemikal nga mga additives miresulta sa crystallographic nga mga kalainan: Ni ug Co carbonate hydroxides kasagarang naobserbahan sa mga sea urchin ug pine needle structure, samtang ingon sa Ang mga istruktura sa porma sa tremella ug bulak nagpakita sa presensya sa nickel ug cobalt hydroxides.Ang FT-IR ug XPS spectra sa giandam nga mga sample gipakita sa Figures 1 ug 2. Ang S7b-S9 naghatag usab ug tin-aw nga ebidensya sa nahisgutang mga kalainan sa crystallographic.Gikan sa materyal nga mga kabtangan sa giandam nga mga sampol, kini nahimong tin-aw nga ang mga additives nalangkit sa hydrothermal nga mga reaksyon ug naghatag og lain-laing mga agianan sa reaksyon aron makuha ang mga inisyal nga hugna nga adunay lain-laing mga morphologies40,41,42.Ang self-assembly sa lain-laing mga morphologies, nga naglangkob sa usa ka-dimensional (1D) nanowires ug duha-dimensional (2D) nanosheets, gipatin-aw sa lain-laing mga kemikal nga kahimtang sa mga inisyal nga hugna (Ni ug Co ion, ingon man usab sa functional nga mga grupo), gisundan sa pagtubo sa kristal42, 43, 44, 45, 46, 47. Atol sa pagproseso sa post-thermal, ang nagkalain-laing mga inisyal nga mga hugna nakabig ngadto sa NCO spinel samtang nagmintinar sa ilang talagsaon nga morpolohiya, sama sa gipakita sa Figures 1 ug 2. 2 ug 3a.
Ang mga kalainan sa morpolohiya sa mga nanomaterial sa NCO mahimong makaimpluwensya sa lugar nga aktibo sa electrochemically sa nawong alang sa pag-detect sa glucose, sa ingon matino ang kinatibuk-ang mga kinaiya sa electrochemical sa sensor sa glucose.Ang N2 BET adsorption-desorption isotherm gigamit aron mabanabana ang gidak-on sa pore ug piho nga lugar sa nawong sa mga nanomaterial sa NCO.Sa fig.4 nagpakita sa BET isotherms sa nagkalain-laing NCO nanomaterials.Ang BET specific surface area para sa UNCO, PNCO, TNCO ug FNCO gibanabana sa 45.303, 43.304, 38.861 ug 27.260 m2/g, matag usa.Ang UNCO adunay pinakataas nga BET surface area (45.303 m2 g-1) ug ang kinadak-ang pore volume (0.2849 cm3 g-1), ug ang pore size distribution gamay ra.Ang mga resulta sa BET alang sa NCO nanomaterials gipakita sa Table 1. Ang N2 adsorption-desorption curves susama kaayo sa type IV isothermal hysteresis loops, nga nagpakita nga ang tanang sample adunay mesoporous structure48.Ang Mesoporous UNCOs nga adunay pinakataas nga surface area ug pinakataas nga pore volume gipaabot nga maghatag ug daghang aktibong mga site para sa redox reactions, nga motultol ngadto sa mas maayo nga electrochemical performance.
Mga resulta sa BET para sa (a) UNCO, (b) PNCO, (c) TNCO, ug (d) FNCO.Ang inset nagpakita sa katugbang nga pore size distribution.
Ang electrochemical redox reactions sa NCO nanomaterials nga adunay lain-laing morphologies para sa glucose detection gi-evaluate gamit ang CV measurements.Sa fig.5 nagpakita sa CV curves sa NCO nanomaterials sa 0.1 M NaOH alkaline electrolyte nga adunay ug walay 5 mM glucose sa usa ka scan rate sa 50 mVs-1.Kung wala ang glucose, ang redox peak naobserbahan sa 0.50 ug 0.35 V, nga katumbas sa oksihenasyon nga nalangkit sa M-O (M: Ni2+, Co2+) ug M*-O-OH (M*: Ni3+, Co3+).gamit ang OH anion.Human sa pagdugang sa 5 mM glucose, ang redox reaksyon sa nawong sa NCO nanomaterials kamahinungdanon misaka, nga mahimong tungod sa oksihenasyon sa glucose ngadto sa gluconolactone.Ang Figure S10 nagpakita sa peak redox currents sa scan rates nga 5–100 mV s-1 sa 0.1 M NaOH solution.Kini mao ang tin-aw nga ang peak redox kasamtangan nga pagtaas uban sa pagdugang scan rate, nga nagpakita nga NCO nanomaterials adunay susama nga pagsabwag kontrolado electrochemical kinaiya50,51.Ingon sa gipakita sa Figure S11, ang electrochemical surface area (ECSA) sa UNCO, PNCO, TNCO, ug FNCO gibanabana nga 2.15, 1.47, 1.2, ug 1.03 cm2, matag usa.Kini nagsugyot nga ang UNCO mapuslanon alang sa proseso sa electrocatalytic, nga nagpadali sa pag-ila sa glucose.
CV curves sa (a) UNCO, (b) PNCO, (c) TNCO, ug (d) FNCO electrodes nga walay glucose ug gidugangan sa 5 mM glucose sa scan rate sa 50 mVs-1.
Ang electrochemical performance sa NCO nanomaterials alang sa glucose detection giimbestigar ug ang mga resulta gipakita sa Fig. 6. Ang pagkasensitibo sa glucose gitino pinaagi sa CA nga pamaagi pinaagi sa stepwise nga pagdugang sa nagkalain-laing konsentrasyon sa glucose (0.01-6 mM) sa 0.1 M NaOH nga solusyon sa 0.5 V nga adunay gilay-on nga 60 s.Ingon sa gipakita sa fig.6a-d, ang mga nanomaterial sa NCO nagpakita sa lainlaing mga pagkasensitibo gikan sa 84.72 hangtod 116.33 μA mM-1 cm-2 nga adunay taas nga mga coefficient sa correlation (R2) gikan sa 0.99 hangtod 0.993.Ang kurba sa pagkakalibrate tali sa konsentrasyon sa glucose ug ang kasamtangang reaksyon sa mga nanomaterial sa NCO gipakita sa fig.S12.Ang kalkulado nga mga limitasyon sa detection (LOD) sa NCO nanomaterials anaa sa han-ay sa 0.0623–0.0783 µM.Sumala sa mga resulta sa pagsulay sa CA, ang UNCO nagpakita sa pinakataas nga pagkasensitibo (116.33 μA mM-1 cm-2) sa usa ka halapad nga detection range.Mapatin-aw kini pinaagi sa iyang talagsaon nga sea urchin-like morphology, nga naglangkob sa usa ka mesoporous nga istruktura nga adunay usa ka dako nga espesipikong lugar sa ibabaw nga naghatag og mas daghang aktibo nga mga dapit alang sa glucose species.Ang electrochemical performance sa NCO nanomaterials nga gipresentar sa Table S1 nagpamatuod sa maayo kaayo nga electrochemical glucose detection performance sa NCO nanomaterials nga giandam niini nga pagtuon.
Ang mga tubag sa CA sa UNCO (a), PNCO (b), TNCO (c), ug FNCO (d) nga mga electrodes nga adunay glucose nga gidugang sa 0.1 M NaOH nga solusyon sa 0.50 V. Ang mga inset nagpakita sa mga kurba sa pagkakalibrate sa kasamtangan nga mga tubag sa NCO nanomaterials: (e ) Mga tubag sa KA sa UNCO, (f) PNCO, (g) TNCO, ug (h) FNCO nga adunay sunodsunod nga pagdugang sa 1 mM glucose ug 0.1 mM nga makabalda nga mga substansiya (LA, DA, AA, ug UA).
Ang anti-interference nga abilidad sa glucose detection mao ang laing importante nga butang sa pinili ug sensitibo nga detection sa glucose pinaagi sa interfering compounds.Sa fig.Ang 6e-h nagpakita sa abilidad sa anti-interference sa NCO nanomaterials sa 0.1 M NaOH nga solusyon.Ang kasagarang makabalda nga mga molekula sama sa LA, DA, AA ug UA gipili ug gidugang sa electrolyte.Ang kasamtangan nga tubag sa NCO nanomaterials sa glucose makita.Bisan pa, ang kasamtangan nga tubag sa UA, DA, AA ug LA wala mausab, nga nagpasabot nga ang NCO nanomaterials nagpakita sa maayo kaayo nga pagpili alang sa glucose detection bisan pa sa ilang morphological differences.Ang Figure S13 nagpakita sa kalig-on sa NCO nanomaterials nga gisusi sa tubag sa CA sa 0.1 M NaOH, diin ang 1 mM glucose gidugang sa electrolyte sa dugay nga panahon (80,000 s).Ang kasamtangan nga mga tubag sa UNCO, PNCO, TNCO, ug FNCO mao ang 98.6%, 97.5%, 98.4%, ug 96.8%, matag usa, sa inisyal nga kasamtangan nga adunay dugang nga 1 mM glucose human sa 80,000 s.Ang tanan nga mga nanomaterial sa NCO nagpakita sa lig-on nga redox nga mga reaksyon sa mga species sa glucose sa taas nga yugto sa panahon.Sa partikular, ang UNCO kasamtangan nga signal dili lamang nagpabilin sa 97.1% sa iyang inisyal nga kasamtangan, apan usab nagpabilin sa iyang morpolohiya ug kemikal nga bond nga mga kabtangan human sa usa ka 7-adlaw nga environmental long-term stability test (Figures S14 ug S15a).Dugang pa, ang reproducibility ug reproducibility sa UNCO gisulayan sama sa gipakita sa Fig. S15b, c.Ang kalkulado nga Relative Standard Deviation (RSD) sa reproducibility ug repeatability mao ang 2.42% ug 2.14%, matag usa, nga nagpakita sa mga potensyal nga aplikasyon isip usa ka industrial grade glucose sensor.Kini nagpakita sa maayo kaayo nga structural ug kemikal nga kalig-on sa UNCO ubos sa oxidizing kondisyon alang sa glucose detection.
Kini mao ang tin-aw nga ang electrochemical performance sa NCO nanomaterials alang sa glucose detection nag-una nga may kalabutan sa structural bentaha sa inisyal nga hugna nga giandam sa hydrothermal pamaagi uban sa mga additives (Fig. S16).Ang taas nga lugar sa UNCO adunay daghang mga lugar nga electroactive kaysa sa ubang mga nanostructure, nga makatabang sa pagpauswag sa reaksyon sa redox tali sa mga aktibo nga materyales ug mga partikulo sa glucose.Ang mesoporous nga estraktura sa UNCO dali nga ma-expose ang daghang Ni ug Co nga mga site sa electrolyte aron makit-an ang glucose, nga moresulta sa paspas nga pagtubag sa electrochemical.Ang one-dimensional nga nanowires sa UNCO makadugang sa diffusion rate pinaagi sa paghatag og mas mugbo nga mga agianan sa transportasyon alang sa mga ion ug electron.Tungod sa talagsaon nga mga bahin sa istruktura nga gihisgutan sa ibabaw, ang electrochemical performance sa UNCO alang sa glucose detection mas labaw sa PNCO, TNCO, ug FNCO.Kini nagpakita nga ang talagsaong UNCO morphology nga adunay pinakataas nga surface area ug pore size makahatag ug maayo kaayong electrochemical performance para sa glucose detection.
Ang epekto sa piho nga lugar sa nawong sa mga electrochemical nga mga kinaiya sa NCO nanomaterial gitun-an.Ang mga nanomaterial sa NCO nga adunay lainlaing piho nga lugar sa nawong nakuha pinaagi sa usa ka yano nga pamaagi sa hydrothermal ug lainlaing mga additives.Ang lain-laing mga additives sa panahon sa synthesis mosulod ngadto sa lain-laing mga kemikal nga mga reaksiyon ug maporma lain-laing mga inisyal nga mga hugna.Kini misangpot sa kaugalingon nga asembliya sa lain-laing mga nanostructures uban sa morpolohiya susama sa hedgehog, pino dagom, tremella, ug bulak.Ang sunod nga post-heating mosangpot sa susama nga kemikal nga kahimtang sa kristal nga NCO nanomaterial nga adunay spinel structure samtang nagpabilin ang ilang talagsaon nga morpolohiya.Depende sa nawong nga lugar sa lainlaing morphology, ang electrochemical performance sa NCO nanomaterials alang sa glucose detection naayo pag-ayo.Sa partikular, ang glucose sensitivity sa NCO nanomaterials nga adunay sea urchin morphology misaka ngadto sa 116.33 μA mM-1 cm-2 nga adunay taas nga correlation coefficient (R2) nga 0.99 sa linear range nga 0.01-6 mM.Kini nga trabaho mahimo’g maghatag usa ka siyentipikong sukaranan alang sa morphological engineering aron ma-adjust ang piho nga lugar sa ibabaw ug labi pa nga mapaayo ang electrochemical performance sa mga non-enzymatic biosensor nga aplikasyon.
Ni(NO3)2 6H2O, Co(NO3)2 6H2O, urea, hexamethylenetetramine (HMT), ammonium fluoride (NH4F), sodium hydroxide (NaOH), d-(+)-glucose, lactic acid (LA), dopamine hydrochloride ( DA), L-ascorbic acid (AA) ug uric acid (UA) gipalit gikan sa Sigma-Aldrich.Ang tanan nga reagents nga gigamit kay analytical nga grado ug gigamit nga walay dugang nga pagputli.
Ang NiCo2O4 gi-synthesize sa usa ka simple nga hydrothermal nga pamaagi nga gisundan sa heat treatment.Sa daklit: 1 mmol sa nickel nitrate (Ni(NO3)2∙6H2O) ug 2 mmol sa cobalt nitrate (Co(NO3)2∙6H2O) natunaw sa 30 ml nga distilled water.Aron makontrol ang morphology sa NiCo2O4, ang mga additives sama sa urea, ammonium fluoride ug hexamethylenetetramine (HMT) gipili nga gidugang sa solusyon sa ibabaw.Ang tibuok nga sagol dayon gibalhin ngadto sa usa ka 50 ml nga Teflon-lined autoclave ug gipailalom sa usa ka hydrothermal reaction sa usa ka convection oven sa 120 ° C. sulod sa 6 ka oras.Human sa natural nga pagpabugnaw sa temperatura sa lawak, ang resulta nga precipitate gi-centrifuge ug gihugasan sa makadaghang higayon sa distilled water ug ethanol, ug dayon gipauga sa tibuok gabii sa 60 ° C.Human niana, ang bag-ong giandam nga mga sampol gi-calcined sa 400 ° C sulod sa 4 ka oras sa ambient atmosphere.Ang mga detalye sa mga eksperimento gilista sa Supplementary Information Table S2.
Ang X-ray diffraction analysis (XRD, X'Pert-Pro MPD; PANalytical) gihimo gamit ang Cu-Kα radiation (λ = 0.15418 nm) sa 40 kV ug 30 mA aron tun-an ang structural properties sa tanang NCO nanomaterials.Ang mga pattern sa diffraction girekord sa han-ay sa mga anggulo 2θ 10-80 ° nga adunay usa ka lakang nga 0.05 °.Surface morphology ug microstructure gisusi gamit ang field emission scanning electron microscopy (FESEM; Nova SEM 200, FEI) ug scanning transmission electron microscopy (STEM; TALOS F200X, FEI) nga adunay energy dispersive X-ray spectroscopy (EDS).Ang valence states sa nawong gisusi pinaagi sa X-ray photoelectron spectroscopy (XPS; PHI 5000 Versa Probe II, ULVAC PHI) gamit ang Al Kα radiation (hν = 1486.6 eV).Ang mga nagbugkos nga kusog gi-calibrate gamit ang C 1 s peak sa 284.6 eV isip usa ka pakisayran.Pagkahuman sa pag-andam sa mga sample sa mga partikulo sa KBr, ang Fourier transform infrared (FT-IR) spectra natala sa wavenumber range 1500-400 cm-1 sa usa ka Jasco-FTIR-6300 spectrometer.Nakuha usab ang Raman spectra gamit ang Raman spectrometer (Horiba Co., Japan) nga adunay He-Ne laser (632.8 nm) isip tinubdan sa excitation.Ang Brunauer-Emmett-Teller (BET; BELSORP mini II, MicrotracBEL, Corp.) migamit sa BELSORP mini II analyzer (MicrotracBEL Corp.) sa pagsukod sa ubos nga temperatura N2 adsorption-desorption isotherms aron mabanabana ang espesipikong surface area ug pore size distribution.
Ang tanan nga electrochemical measurements, sama sa cyclic voltammetry (CV) ug chronoamperometry (CA), gihimo sa usa ka PGSTAT302N potentiostat (Metrohm-Autolab) sa temperatura sa lawak gamit ang tulo ka electrode system sa 0.1 M NaOH aqueous solution.Usa ka working electrode nga gibase sa glassy carbon electrode (GC), usa ka Ag/AgCl electrode, ug platinum plate ang gigamit isip working electrode, reference electrode, ug counter electrode, matag usa.Ang mga CV natala tali sa 0 ug 0.6 V sa lain-laing scan rates sa 5-100 mV s-1.Aron masukod ang ECSA, ang CV gihimo sa range nga 0.1-0.2 V sa lain-laing scan rates (5-100 mV s-1).Pagkuha sa sample nga CA reaksyon alang sa glucose sa 0.5 V nga adunay pagkutaw.Aron masukod ang pagkasensitibo ug pagkapili, gamita ang 0.01–6 mM glucose, 0.1 mM LA, DA, AA, ug UA sa 0.1 M NaOH.Ang reproducibility sa UNCO gisulayan gamit ang tulo ka lain-laing mga electrodes nga gidugangan sa 5 mM glucose ubos sa labing maayo nga mga kondisyon.Ang repeatability usab gisusi pinaagi sa paghimo sa tulo ka mga pagsukod sa usa ka UNCO electrode sulod sa 6 ka oras.
Ang tanang datos nga namugna o gi-analisa niini nga pagtuon gilakip niining gipatik nga artikulo (ug ang supplementary information file niini).
Mergenthaler, P., Lindauer, U., Dienel, GA & Meisel, A. Sugar alang sa utok: Ang papel sa glucose sa physiological ug pathological nga function sa utok. Mergenthaler, P., Lindauer, U., Dienel, GA & Meisel, A. Sugar alang sa utok: Ang papel sa glucose sa physiological ug pathological nga function sa utok.Mergenthaler, P., Lindauer, W., Dinel, GA ug Meisel, A. Sugar alang sa utok: ang papel sa glucose sa physiological ug pathological nga function sa utok.Mergenthaler P., Lindauer W., Dinel GA ug Meisel A. Glucose sa utok: ang papel sa glucose sa physiological ug pathological nga mga function sa utok.Mga uso sa neurolohiya.36, 587–597 (2013).
Gerich, JE, Meyer, C., Woerle, HJ & Stumvoll, M. Renal gluconeogenesis: Ang kamahinungdanon niini sa homeostasis sa glucose sa tawo. Gerich, JE, Meyer, C., Woerle, HJ & Stumvoll, M. Renal gluconeogenesis: Ang kamahinungdanon niini sa homeostasis sa glucose sa tawo.Gerich, JE, Meyer, K., Wörle, HJ ug Stamwall, M. Renal gluconeogenesis: ang kamahinungdanon niini sa glucose homeostasis sa tawo. Gerich, JE, Meyer, C., Woerle, HJ & Stumvoll, M. 肾糖异生：它在人体葡萄糖稳态中的重要性。 Gerich, JE, Meyer, C., Woerle, HJ & Stumvoll, M. 鈥糖异生: Ang kamahinungdanon niini sa lawas sa tawo.Gerich, JE, Meyer, K., Wörle, HJ ug Stamwall, M. Renal gluconeogenesis: ang kamahinungdanon niini sa glucose homeostasis sa mga tawo.Pag-atiman sa Diabetes 24, 382-391 (2001).
Kharroubi, AT & Darwish, HM Diabetes mellitus: Ang epidemya sa siglo. Kharroubi, AT & Darwish, HM Diabetes mellitus: Ang epidemya sa siglo.Harroubi, AT ug Darvish, HM Diabetes mellitus: ang epidemya sa siglo.Harrubi AT ug Darvish HM Diabetes: ang epidemya niining siglo.Kalibutan J. Diabetes.6, 850 (2015).
Brad, KM ug uban pa.Ang pagkaylap sa diabetes mellitus sa mga hamtong pinaagi sa tipo sa diabetes - USA.bandido.Mortal Weekly 67, 359 (2018).
Jensen, MH ug uban pa.Propesyonal nga padayon nga pag-monitor sa glucose sa type 1 nga diabetes: retrospective detection sa hypoglycemia.J. Ang Siyensya sa Diabetes.teknolohiya.7, 135–143 (2013).
Witkowska Nery, E., Kundys, M., Jeleń, PS & Jönsson-Niedziółka, M. Electrochemical glucose sensing: aduna pa bay luna alang sa kalamboan? Witkowska Nery, E., Kundys, M., Jeleń, PS & Jönsson-Niedziółka, M. Electrochemical glucose sensing: aduna pa bay luna alang sa kalamboan?Witkowska Neri, E., Kundis, M., Eleni, PS ug Jonsson-Nedzulka, M. Electrochemical determinasyon sa lebel sa glucose: aduna pa bay mga oportunidad alang sa pagpalambo? Witkowska Nery, E., Kundys, M., Jeleń, PS & Jönsson-Niedziółka, M. 电化学葡萄糖传感：还有改进的余地吗？ Witkowska Nery, E., Kundys, M., Jeleń, PS & Jönsson-Niedziółka, M. 电视化葡萄糖传感：是电视的余地吗？Witkowska Neri, E., Kundis, M., Eleni, PS ug Jonsson-Nedzulka, M. Electrochemical nga determinasyon sa lebel sa glucose: aduna bay mga oportunidad alang sa pagpalambo?anus Kemikal.11271–11282 (2016).
Jernelv, IL ug uban pa.Pagrepaso sa mga optical nga pamaagi alang sa padayon nga pag-monitor sa glucose.Ibutang ang Spectrum.54, 543–572 (2019).
Park, S., Boo, H. & Chung, TD Electrochemical non-enzymatic glucose sensors. Park, S., Boo, H. & Chung, TD Electrochemical non-enzymatic glucose sensors.Park S., Bu H. ug Chang TD Electrochemical non-enzymatic glucose sensors.Park S., Bu H. ug Chang TD Electrochemical non-enzymatic glucose sensors.anus.Si Chim.magasin.556, 46–57 (2006).
Harris, JM, Reyes, C. & Lopez, GP Komon nga mga hinungdan sa glucose oxidase instability sa in vivo biosensing: usa ka mubo nga pagrepaso. Harris, JM, Reyes, C. & Lopez, GP Komon nga mga hinungdan sa glucose oxidase instability sa in vivo biosensing: usa ka mubo nga pagrepaso.Harris JM, Reyes S., ug Lopez GP Kasagaran nga mga hinungdan sa pagkawalay kalig-on sa glucose oxidase sa vivo biosensor assay: usa ka mubo nga pagrepaso. Harris, JM, Reyes, C. & Lopez, GP 体内生物传感中葡萄糖氧化酶不稳定的常见原因：简要回顾。 Harris, JM, Reyes, C. & Lopez, GPHarris JM, Reyes S., ug Lopez GP Kasagaran nga mga hinungdan sa pagkawalay kalig-on sa glucose oxidase sa vivo biosensor assay: usa ka mubo nga pagrepaso.J. Ang Siyensya sa Diabetes.teknolohiya.7, 1030–1038 (2013).
Diouf, A., Bouchikhi, B. & El Bari, N. Usa ka nonenzymatic electrochemical glucose sensor base sa molecularly imprinted polymer ug sa paggamit niini sa pagsukod sa laway glucose. Diouf, A., Bouchikhi, B. & El Bari, N. Usa ka nonenzymatic electrochemical glucose sensor base sa molecularly imprinted polymer ug sa paggamit niini sa pagsukod sa laway glucose.Diouf A., Bouchihi B. ug El Bari N. Non-enzymatic electrochemical glucose sensor base sa molecularly imprinted polymer ug ang paggamit niini alang sa pagsukod sa lebel sa glucose sa laway. Diouf, A., Bouchikhi, B. & El Bari, N. 基于分子印迹聚合物的非酶电化学葡萄糖传感器及其在测量。 Diouf, A., Bouchikhi, B. & El Bari, N. Non-enzyme electrochemical glucose sensor base sa molecular imprinting polymer ug ang paggamit niini sa pagsukod sa salivary glucose.Diouf A., Bouchihi B. ug El Bari N. Non-enzymatic electrochemical glucose sensors base sa molecularly imprinted polymers ug ang ilang aplikasyon alang sa pagsukod sa lebel sa glucose sa laway.alma mater science project S. 98, 1196–1209 (2019).
Zhang, Yu ug uban pa.Sensitibo ug pinili nga non-enzymatic glucose detection base sa CuO nanowires.Sens Actuators B Chem., 191, 86–93 (2014).
Mu, Y., Jia, D., He, Y., Miao, Y. & Wu, HL Nano nickel oxide nga giusab ang non-enzymatic glucose sensors nga adunay gipalambo nga pagkasensitibo pinaagi sa usa ka pamaagi sa proseso sa electrochemical sa taas nga potensyal. Mu, Y., Jia, D., He, Y., Miao, Y. & Wu, HL Nano nickel oxide nga giusab ang non-enzymatic glucose sensors nga adunay gipalambo nga pagkasensitibo pinaagi sa usa ka pamaagi sa proseso sa electrochemical sa taas nga potensyal. Mu, Y., Jia, D., He, Y., Miao, Y. & Wu, HL Неферментативные датчики глюкозы, модифицированные нанооксидом никеля, с повышенной чувствительностью благодаря стратегии электрохимического процесса при высоком потенциале. Mu, Y., Jia, D., He, Y., Miao, Y. & Wu, HL Non-enzymatic glucose sensors nga giusab uban sa nickel nanooxide nga adunay gipalambo nga pagkasensitibo pinaagi sa usa ka taas nga potensyal nga pamaagi sa proseso sa electrochemical. Mu, Y., Jia, D., He, Y., Miao, Y. & Wu, HL Mu, Y., Jia, D., He, Y., Miao, Y. & Wu, HL Nano-oxide nickel modification Mu, Y., Jia, D., He, Y., Miao, Y. & Wu, HL Nano-NiO модифицированный неферментативный датчик глюкозы с повышенной чувствительностью благодаря высокопотенциальной стратегии электрохимического процесса. Mu, Y., Jia, D., He, Y., Miao, Y. & Wu, HL Nano-NiO giusab ang non-enzymatic glucose sensor nga adunay gipalambo nga pagkasensitibo pinaagi sa taas nga potensyal nga pamaagi sa proseso sa electrochemical.biolohikal nga sensor.bioelectronics.26, 2948–2952 (2011).
Shamsipur, M., Najafi, M. & Hosseini, MRM Labing maayo nga electrooxidation sa glucose sa usa ka nickel (II) oxide / multi-walled carbon nanotube nga giusab nga glassy carbon electrode. Shamsipur, M., Najafi, M. & Hosseini, MRM Labing maayo nga electrooxidation sa glucose sa usa ka nickel (II) oxide / multi-walled carbon nanotube nga giusab nga glassy carbon electrode.Shamsipur, M., Najafi, M. ug Hosseini, MRM Labing maayo nga electrooxidation sa glucose sa usa ka glassy carbon electrode nga giusab sa nickel(II) oxide/multi-walled carbon nanotubes.Shamsipoor, M., Najafi, M., ug Hosseini, MRM Labing maayo nga electrooxidation sa glucose sa glassy carbon electrodes nga giusab sa nickel(II) oxide/multlayer carbon nanotubes.Bioelectrochemistry 77, 120–124 (2010).
Veeramani, V. et al.Usa ka nanocomposite sa porous carbon ug nickel oxide nga adunay taas nga sulud sa mga heteroatom ingon usa ka sensor nga wala’y enzyme nga high-sensitivity alang sa pagtuki sa glucose.Mga Aktuador B Chem.221, 1384–1390 (2015).
Marco, JF ug uban pa.Ang kinaiya sa nickel cobaltate NiCo2O4 nakuha sa lainlaing mga pamaagi: XRD, XANES, EXAFS ug XPS.J. Solid State Chemistry.153, 74–81 (2000).
Zhang, J., Sun, Y., Li, X. & Xu, J. Paggama sa NiCo2O4 nanobelt pinaagi sa kemikal nga co-precipitation nga pamaagi alang sa non-enzymatic glucose electrochemical sensor nga aplikasyon. Zhang, J., Sun, Y., Li, X. & Xu, J. Paggama sa NiCo2O4 nanobelt pinaagi sa kemikal nga co-precipitation nga pamaagi alang sa non-enzymatic glucose electrochemical sensor nga aplikasyon. Zhang, J., Sun, Y., Li, X. & Xu, J. Zhang, J., Sun, Y., Li, X. & Xu, J. Paggama sa NiCo2O4 nanobelt pinaagi sa kemikal nga pamaagi sa pagdeposito alang sa non-enzymatic electrochemical glucose sensor nga aplikasyon. Zhang, J., Sun, Y., Li, X. & Xu, J. 通过化学共沉淀法制备NiCo2O4 纳米带用于非酶促葡萄糖电匠。 Zhang, J., Sun, Y., Li, X. & Xu, J. Pinaagi sa chemistry 共沉激法光容NiCo2O4 nano如这些非话能生能糖系统电影电影电影电影电影电影电影电影电Zhang, J., Sun, Y., Li, X. ug Xu, J. Pag-andam sa NiCo2O4 nanoribbons pinaagi sa kemikal nga pamaagi sa pag-ulan alang sa paggamit sa non-enzymatic electrochemical sensor sa glucose.J. Mga lutahan sa mga haluang metal.831, 154796 (2020).
Saraf, M., Natarajan, K. & Mobin, SM Multifunctional porous NiCo2O4 nanorods: Sensitibo nga enzymeless glucose detection ug supercapacitor properties nga adunay impedance spectroscopic nga imbestigasyon. Saraf, M., Natarajan, K. & Mobin, SM Multifunctional porous NiCo2O4 nanorods: Sensitibo nga enzymeless glucose detection ug supercapacitor properties nga adunay impedance spectroscopic nga imbestigasyon. Saraf, M., Natarajan, K. & Mobin, SMMultifunctional porous NiCo2O4 nanorods: sensitibo nga enzymeless glucose detection ug supercapacitor properties nga adunay impedance spectroscopic nga mga pagtuon.Saraf M, Natarajan K, ug Mobin SM Multifunctional porous NiCo2O4 nanorods: sensitibo nga enzymeless glucose detection ug characterization sa supercapacitors pinaagi sa impedance spectroscopy.Bag-ong J. Chem.41, 9299–9313 (2017).
Zhao, H., Zhang, Z., Zhou, C. & Zhang, H. Pag-tune sa morphology ug gidak-on sa NiMoO4 nanosheets nga nakaangkla sa NiCo2O4 nanowires: ang gi-optimize nga core-shell hybrid alang sa high energy density asymmetric supercapacitors. Zhao, H., Zhang, Z., Zhou, C. & Zhang, H. Pag-tune sa morphology ug gidak-on sa NiMoO4 nanosheets nga nakaangkla sa NiCo2O4 nanowires: ang gi-optimize nga core-shell hybrid alang sa high energy density asymmetric supercapacitors.Zhao, H., Zhang, Z., Zhou, K. ug Zhang, H. Pag-tune sa morphology ug gidak-on sa NiMoO4 nanosheets nga nakaangkla sa NiCo2O4 nanowires: optimized hybrid core-shell alang sa asymmetric supercapacitors nga adunay taas nga energy density. Zhao, H., Zhang, Z.u, C. & Zhang, H.体. Zhao, H., Zhang, Z., Zhou, C. & Zhang, H. Pag-tune sa morphology ug gidak-on sa NiMoO4 nanosheets nga immobilized sa NiCo2O4 nanowires: optimization sa core-shell hybrids alang sa high energy density asymmetric supercapacitors body.Zhao, H., Zhang, Z., Zhou, K. ug Zhang, H. Pag-tune sa morphology ug gidak-on sa NiMoO4 nanosheets nga immobilized sa NiCo2O4 nanowires: usa ka optimized core-shell hybrid alang sa lawas sa asymmetric supercapacitors nga adunay taas nga energy density.Pag-aplay alang sa surfing.541, 148458 (2021).
Zhuang Z. ug uban pa.Non-enzymatic glucose sensor nga adunay dugang nga pagkasensitibo base sa tumbaga electrodes giusab uban sa CuO nanowires.analista.133, 126–132 (2008).
Kim, JY ug uban pa.Surface area tuning sa ZnO nanorods aron mapausbaw ang performance sa glucose sensors.Actuators B Chem., 192, 216–220 (2014).
Ding, Y., Wang, Y., Su, L., Zhang, H. & Lei, Y. Pagpangandam ug kinaiya sa NiO-Ag nanofibers, NiO nanofibers, ug porous Ag: padulong sa pagpalambo sa usa ka sensitibo kaayo ug pinili nga dili -enzymatic glucose sensor. Ding, Y., Wang, Y., Su, L., Zhang, H. & Lei, Y. Pagpangandam ug kinaiya sa NiO-Ag nanofibers, NiO nanofibers, ug porous Ag: padulong sa pagpalambo sa usa ka sensitibo kaayo ug pinili nga dili -enzymatic glucose sensor.Ding, Yu, Wang, Yu, Su, L, Zhang, H., ug Lei, Yu.Pag-andam ug pag-ila sa NiO-Ag nanofibers, NiO nanofibers, ug porous Ag: Ngadto sa pagpalambo sa usa ka sensitibo kaayo ug selective-enzymatic glucose sensor. Ding, Y., Wang, Y., Su, L., Zhang, H. & Lei, Y. NiO-Ag NiO-Ag促葡萄糖传感器。 Ding, Y., Wang, Y., Su, L., Zhang, H. & Lei, Y. NiO-Ag促葡萄糖传感器。Ding, Yu, Wang, Yu, Su, L, Zhang, H., ug Lei, Yu.Pag-andam ug paghulagway sa NiO-Ag nanofibers, NiO nanofibers, ug porous nga pilak: Ngadto sa usa ka sensitibo kaayo ug pinili nga non-enzymatic glucose-stimulating sensor.J. Alma mater.Kemikal.20, 9918–9926 (2010).
Cheng, X. ug uban pa.Determinasyon sa carbohydrates pinaagi sa capillary zone electrophoresis uban sa amperometric detection sa usa ka carbon paste electrode giusab uban sa nano nickel oxide.chemistry sa pagkaon.106, 830–835 (2008).
Casella, IG Electrodeposition sa Cobalt Oxide Thin Films gikan sa Carbonate Solutions nga Adunay Co(II)–Tartrate Complexes.J. Electroanal.Kemikal.520, 119–125 (2002).
Ding, Y. ug uban pa.Electrospun Co3O4 nanofibers alang sa sensitibo ug pinili nga glucose detection.biolohikal nga sensor.bioelectronics.26, 542–548 (2010).
Fallatah, A., Almomtan, M. & Padalkar, S. Cerium oxide based glucose biosensors: Impluwensya sa morphology ug underlying substrate sa biosensor performance. Fallatah, A., Almomtan, M. & Padalkar, S. Cerium oxide based glucose biosensors: Impluwensya sa morphology ug underlying substrate sa biosensor performance.Fallata, A., Almomtan, M. ug Padalkar, S. Cerium oxide-based glucose biosensors: mga epekto sa morphology ug mayor nga substrate sa biosensor performance.Fallata A, Almomtan M, ug Padalkar S. Cerium-based glucose biosensors: mga epekto sa morphology ug core matrix sa biosensor performance.Gisuportahan ang ACS.Kemikal.proyekto.7, 8083–8089 (2019).