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Goldnanopartikel für Chemosensoren

Chemosensor
Chemosensor ist ein sensorischer Rezeptor, der ein chemisches Signal in ein Aktionspotential umwandelt. Allgemeiner ausgedrückt erkennt ein Chemosensor bestimmte chemische Reize in der Umgebung. Chemosensoren finden zunehmend Anwendung in so unterschiedlichen Bereichen wie Biologie, medizinische Analyse und Umweltüberwachung.
Goldnanopartikel
Nanopartikel sind vielseitige Materialien und finden Anwendung in verschiedenen Bereichen, von der Industrie über die Bioanalytik bis hin zur Katalyse. Goldnanopartikel weisen aufgrund ihres relativ hohen Oberfläche-zu-Volumen-Verhältnisses und ihrer grenzflächendominierten Eigenschaften, die sich deutlich von ihrem Volumen unterscheiden, eine ausgezeichnete katalytische Aktivität auf. Sie wurden in großem Umfang für das Design und die Herstellung von Elektrokatalysatoren und als verstärkende Komponente der katalytischen Aktivität oder Selektivität verwendet.
Für elektrokatalytische Anwendungen werden Techniken wie Verankerung durch elektrostatische Wechselwirkung, kovalente Bindung, elektrochemische Abscheidung usw. verwendet. Solche modifizierten Grenzflächen, die sich wie Nanoelektroden verhalten, wurden weithin als verbesserte katalytische Grenzflächen für die Entwicklung elektrochemischer Sensoren verwendet.
Entwicklung
Die elektroanalytische Nachweisgrenze bei einem Nanoelektroden-Ensemble kann viel niedriger sein als bei einer analogen Elektrode mit Makrogröße, da das Verhältnis zwischen den faradischen und kapazitiven Strömen höher ist. Mehrere Forscher haben neuartige 2-D- oder 3-D-AuNPs
modifizierte Nanoelektroden-Ensembles entwickelt, um elektrochemische Reaktionen zu verstärken.
Elektroden werden verwendet, um den Nachweis kleiner Biomoleküle wie Glukose zu verbessern. AuNPs könnten auch als verstärkende Materialien für die elektrochemische Untersuchung von Zellen verwendet werden und einige kleine Biomoleküle wie Glukose elektrokatalysieren. Dies kann durch die Verwendung von AuNPs erreicht werden, die auf einem 3D-Silikatnetzwerk, das durch Sol-Gel-Prozesse erhalten wurde, selbstorganisiert werden, Noradrenalin, Dopamin, Katechol, Adrenalin und Ascorbinsäure usw.
Glukosesensor
Zur Messung von Glucose wurden Elektroden an den Thiolschwanzgruppen des Silikatnetzwerks selbstorganisiert und durch Hydroxylamin vergrößert. Die AuNPs können die Oxidation von Glucose bei weniger positivem Potential in Phosphatpufferlösung in Abwesenheit jeglicher Enzyme oder Redoxmediatoren effizient katalysieren. Dieser neuartige nichtenzymatische Glukosesensor zeigt eine hervorragende Empfindlichkeit mit einer Nachweisgrenze von 50 nM.
AuNPs-abgeleitete Elektroden
Elektroden können auch zum Nachweis einiger giftiger Substanzen verwendet werden. Mit AuNPs modifizierter Kohlenstoff siebgedruckter, glasartiger Kohlenstoff und pyrolytische Graphitelektroden mit Basalebene können verwendet werden, um Sb (III) und As (III) mit hoher Empfindlichkeit nachzuweisen. Auch die elektrolytische Oxidation von Stickoxid und Hydrazin wurde von mehreren Gruppen entwickelt. Es wurde festgestellt, dass die mit AuNPs modifizierte Elektrode eine hohe katalytische Aktivität für NO und Hydrazin aufwies. Der hochempfindliche elektrochemische Nachweis von Hydrazin kann mit AuNPs erfolgen, die sich auf einem Sol-Gel-abgeleiteten 3D-Silikatnetzwerk selbst organisieren, und auch durch keimvermitteltes Goldwachstum. Diese nanostrukturierte Plattform ist hochempfindlich gegenüber der elektrochemischen Oxidation von Hydrazin.


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