Золотые наночастицы для передовых приложений хемосенсорства

Хемосенсоры

Хемосенсоры преобразуют химические стимулы в измеримые электрические сигналы. Они имеют решающее значение в биологии, медицинской диагностике и мониторинге окружающей среды, обеспечивая быстрое и выборочное обнаружение аналитов.

Наночастицы золота (AuNP)

AuNP ценятся за высокое соотношение поверхности к объему и химический состав с преобладанием поверхности, что обеспечивает превосходную каталитическую активность по сравнению с объемным золотом. Эти свойства были использованы в электрокатализе, где AuNP служат наноэлектродами, увеличивающими скорость переноса электронов.

Проектирование электрохимического датчика

Распространенные стратегии закрепления — электростатическая адсорбция, ковалентное соединение и электрохимическое осаждение — создают надежные интерфейсы AuNP-электрод. Такие наноинженерные поверхности демонстрируют заметно более высокое отношение фарадеевского тока к емкостному, что снижает пределы аналитического обнаружения.

Достижения в области наноэлектродных ансамблей

Исследователи разработали 2-D и 3-D модифицированные AuNP электродные матрицы, которые обеспечивают превосходные электрохимические реакции. Например, AuNP, самособранные на золь-гель трехмерной силикатной матрице, могут обнаруживать нейротрансмиттеры, такие как норадреналин, дофамин, катехол, адреналин и аскорбиновая кислота, с повышенной чувствительностью.

Неферментативный датчик глюкозы

Функционализируя силикатную сеть с тиоловыми концевыми группами AuNP и обрабатывая ее гидроксиламином, окисление глюкозы можно катализировать при более низких потенциалах без ферментов или окислительно-восстановительных медиаторов. Эта конфигурация обеспечивает предел обнаружения 50 нМ в фосфатном буфере, превосходя многие традиционные датчики (Lee etal., 2022).

Обнаружение токсичных металлов и газов

Электроды из модифицированного AuNP углерода, стеклоуглерода и пиролитического графита с трафаретной печатью обеспечивают чувствительное обнаружение Sb(III) и As(III). Более того, AuNP в золь-гель 3D-сети или посредством роста, опосредованного семенами, обеспечивают исключительную каталитическую активность в отношении окисления оксида азота и гидразина, обеспечивая сверхнизкие пороги обнаружения (Kim &Park, 2021).

Эти достижения подчеркивают ключевую роль наночастиц золота в хемосенсорах следующего поколения, сочетающих высокую чувствительность с простотой эксплуатации.