University of Pardubice Faculty of Chemical Technology

University

Employees
|
Students
Česky

Publication detail

Screen-printed carbon electrodes with macroporous copper film for enhanced amperometric sensing of saccharides

Authors: Metelka Radovan | Vlasáková Pavlína | Smarzewska Sylwia | Dariusz Guziejewski | Vlček Milan | Sýs Milan

Year: 2022

Type of publication: článek v odborném periodiku

Name of source: Sensors

Page from-to: 3466

Titles:

Language	Name	Abstract	Keywords
cze	Sítotiskové uhlíkové elektrody s makroporézním měděným filmem pro vylepšené amperometrické snímání sacharidů	Na povrchy uhlíkových elektrod potištěných sítotiskem se pomocí techniky šablonování koloidních krystalů vytvořila porézní vrstva mědi. Vodná suspenze monodisperzních polystyrénových kuliček o průměru částic 500 nm byla napipetována na pracovní plochu tištěné elektrody z aluminové keramiky. Po odpaření byla elektroda na určitou dobu opatrně ponořena do roztoku pro pokovování mědi, aby se dosáhlo dostatečné penetrace roztoku do polystyrénových kuliček. Kov byl poté galvanostaticky nanesen na samostatně sestavený koloidní krystal. Nakonec byl polystyrenový templát rozpuštěn v toluenu, aby se obnažila porézní struktura měděného depozitu. Morfologie porézních struktur byla zkoumána pomocí rastrovací elektronové mikroskopie. Elektroanalytické vlastnosti porézních měděných filmových elektrod byly hodnoceny při amperometrické detekci vybraných sacharidů, konkrétně glukózy, fruktózy, sacharózy a galaktózy. Pomocí hydrodynamické amperometrie v míchaném alkalickém roztoku byla po přidání zvoleného sacharidu zaznamenána odezva proudu při +0,6 V vs. Ag/AgCl. Tyto sacharidy mohly být kvantifikovány ve dvou lineárních rozmezích (0,2-1,0 µmol L-1 a 4,0-100 µmol L-1) s detekčními limity 0,1 µmol L-1 glukózy, 0,03 µmol L-1 fruktózy a 0,05 µmol L-1 sacharóza nebo galaktóza. Kromě toho byla zjišťována analytická výkonnost porézních měděných elektrod a porovnávána s vlastnostmi uhlíkových elektrod potištěných sítotiskem z měděného filmu, připravených ex-situ galvanostatickým nanášením kovu v pokovovacím roztoku. Po výpočtu proudových hustot vzhledem ke geometrické ploše pracovních elektrod vykazovaly porézní elektrody mnohem vyšší citlivost na změny koncentrace analytů, pravděpodobně kvůli většímu povrchu porézního měděného nánosu. V budoucnu by mohly být začleněny do detektorů průtokových vstřikovacích systémů kvůli jejich dlouhodobé mechanické stabilitě.	ne-enzymatické senzory; šablonování koloidních krystalů; porézní měděné elektrody; amperometrická detekce; vnímání sacharidů
eng	Screen-printed carbon electrodes with macroporous copper film for enhanced amperometric sensing of saccharides	A porous layer of copper was formed on the surface of screen-printed carbon electrodes via the colloidal crystal templating technique. An aqueous suspension of monodisperse polystyrene spheres of 500 nm particle diameter was drop-casted on the carbon tracks printed on the substrate made of alumina ceramic. After evaporation, the electrode was carefully dipped in copper plating solution for a certain time to achieve a sufficient penetration of solution within the polystyrene spheres. The metal was then electrodeposited galvanostatically over the self-assembled colloidal crystal. Finally, the polystyrene template was dissolved in toluene to expose the porous structure of copper deposit. The morphology of porous structures was investigated using scanning electron microscopy. Electroanalytical properties of porous copper film electrodes were evaluated in amperometric detection of selected saccharides, namely glucose, fructose, sucrose, and galactose. Using hydrodynamic amperometry in stirred alkaline solution, a current response at +0.6 V vs. Ag/AgCl was recorded after addition of the selected saccharide. These saccharides could be quantified in two linear ranges (0.2-1.0 µmol L-1 and 4.0-100 µmol L-1) with detection limits of 0.1 µmol L-1 glucose, 0.03 µmol L-1 fructose, and 0.05 µmol L-1 sucrose or galactose. In addition, analytical performance of porous copper electrodes was ascertained and compared to that of copper film screen-printed carbon electrodes, prepared ex-situ by the galvanostatic deposition of metal in the plating solution. After calculating the current densities with respect to the geometric area of working electrodes, the porous electrodes exhibited much higher sensitivity to changes in concentration of analytes, presumably due to the larger surface of the porous copper deposit. In the future, they could be incorporated in detectors of flow injection systems due to their long-term mechanical stability.	non-enzymatic sensors; colloidal crystal templating; porous copper electrodes; amperometric detection; sensing of saccharides