陆军军医大学第一附属医院陈鸣课题组报道了一种快速检测葡萄糖的氧化铜纳米花-立体石墨烯-碳布柔性电极，用于葡萄糖检测技术领域。该新型的柔性电极的葡萄糖浓度检测结果和临床试验表明，该电极具有良好的准确性和可靠性。
糖尿病是威胁人类健康和福祉的全球性负担，高血糖可引起代谢紊乱，导致各种器官，特别是眼睛、肾脏、心血管和神经系统的损害、功能障碍和衰竭。鉴于此，监测血糖水平是避免高血糖引起的许多并发症的有效途径。
目前葡萄糖主要采用酶法检测，但酶带的质量和稳定性受其活性的限制，导致对血糖水平危险波动的监测滞后。为了解决这些缺点，人们开发了无酶葡萄糖传感器，其中，铜基材料因其具有较高的电化学活性和较低的成本而被广泛应用于电催化葡萄糖，但铜基材料固有的导电性差导致其相对灵敏度低、稳定性差、检测限高。研究人员通过操纵纳米结构，如纳米粒子、纳米线、纳米花、纳米纤维和纳米立方体，提高了铜基材料作为葡萄糖传感器的灵敏度。
图1 氧化铜纳米花-立体石墨烯-碳布柔性电极的制备过程及葡萄糖催化过程
该工作报道了一种在碳布上开发了一种超快速、灵敏的基于CuO纳米花涂层的立体石墨烯电极的葡萄糖传感器。碳布作为电极的基底，具有比表面积大、导电性高、加工方便、机械柔韧性好、成本低等优点。采用射频等离子体增强化学气相沉积（RF-PECVD）技术在碳布（CC）上建立了三维石墨烯（3DG）纳米结构，并通过化学沉积获得了CuO纳米花。该自组装结构的CuO@3DG@CC电极具有丰富的离子扩散通道、大的比表面积和高的电导率，对葡萄糖具有超灵敏的电流响应。该传感器的检测限低至0.068μM，响应效率快至0.5s。
进一步研究CC@3DG@CuO电极制备的传感器的线性响应范围，发现其在区间0.5μM ~ 1165.5μM内有良好的线性，并具有较强的抗干扰能力和良好的稳定性。这种柔性的无酶葡萄糖传感器已成功应用于实际血清样本的葡萄糖检测，具有良好的准确性，有可能应用于医疗检测领域和商业化生产，并有进一步应用于可穿戴传感器的潜力。
图2(a) CC@3DG@CuO电极连续加入不同浓度葡萄糖的安培响应；(c)为(a)在低葡萄糖浓度下放大图; (b,d)安培响应与葡萄糖浓度之间(a,c)的校准曲线。
论文信息
Flexible Electrode for Rapid Glucose Detection Based on CuO Nanoflowers/Stereo-Graphene Coated on Carbon Cloth
Xiao Wang, Qian Liu, Xiaopei Qiu, Yingran Wang, Hanqing Xu, Prof. Qingle Liang, Prof. Jun Wang, Prof. Mingxuan Gao, Prof. Jing Bao, Prof. Ming Chen
ChemElectroChem
DOI: 10.1002/celc.202200529
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