Elektrochemiczny sensor glukozy na bazie anodowego CuxO

In recent years the growing importance of glucose sensing is observed, wherefore the scientists are looking for a new, better and low-cost ways of detection. The most promising methods of glucose sensing are based on electrochemical detection, using enzymatic and non-enzymatic sensors. The last of them are characterized by high sensitivity, fast response time and long-term stability. Non-enzymatic glucose sensors based on copper oxide have many advantages. First of all, the cost of their synthesis is lower than commonly used electrodes based on noble metals. An easy transfer of electrons between the active nanomaterial and a copper substrate is also observed for those electrodes. Furthermore, a various mixture of copper(I) and copper(II) oxides with various morphologies by controlling the synthesis conditions can be obtained. Therefore, the main aim of the present research was to optimize the method of copper oxide (CuxO) synthesis and to examine its electrochemical properties in relation to glucose electrooxidation. To achieve the goal of the research simple, one-step copper anodization was carried out and the influence of anodization conditions on the product morphology and composition was examined. The electrochemical properties of CuxO sensor were examined via cyclic (CV) and linear (LSV) voltammetry. The amperometric response of the sensor was also studied at the constant potential of the working electrode and various glucose concentrations.

W związku z rosnącym w ostatnim czasie znaczeniem detekcji glukozy poszukuje się nowych, lepszych i tańszych możliwości jej wykrywania. Najbardziej obiecujące okazują się metody oparte na elektrochemicznej detekcji, wykorzystujące sensory enzymatyczne i nieenzymatyczne. Ostatnie z nich cechują się wysoką czułością, szybkim czasem odpowiedzi oraz długotrwałą stabilnością. Nieenzymatyczne sensory glukozy oparte na tlenku miedzi mają wiele zalet. Przede wszystkim koszt ich produkcji jest niższy od kosztów używanych powszechnie elektrod opartych na metalach szlachetnych oraz cechują się łatwym transferem elektronów pomiędzy aktywnym nanomateriałem i miedzianym substratem. Sterując warunkami syntezy tlenków miedzi otrzymuje się różnego rodzaju mieszaniny tlenków miedzi(I) i miedzi(II) o przeróżnych morfologiach. W związku z powyższym, celem niniejszych badań była optymalizacja metody syntezy anodowego tlenku miedzi (CuxO) oraz zbadanie jego właściwości elektrochemicznych względem utleniania glukozy. Aby zrealizować cel badań przeprowadzono prostą, jednoetapową anodyzację miedzi oraz zbadano jak warunki anodyzacji wpływają na powstały produkt (jego morfologię i skład). Właściwości elektrochemiczne sensora CuxO sprawdzono przeprowadzając pomiary cyklicznej oraz liniowej woltamperometrii. Przeprowadzono również testy amperometryczne przy stałym potencjale elektrody pracującej i różnych stężeniach glukozy.