Biosensing of catechol via amperometry using laccase immobilized nickel oxide/graphite modified screen-printed electrodes

Pillai, Rahul; Preetha, S.; Narasimhamurthy, B.; Lekshmi, I.C.

doi:10.1016/j.matpr.2022.03.708

Cited by 11 publications

(4 citation statements)

References 21 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Order By: Relevance

“…Recently, a number of innovative amperometric biosensors based on laccase and different types of NPs have been constructed and successfully tested for monitoring the level of wastewater pollution. It was shown a positive effect on the biosensor parameters of NPs based on carbon [4], noble metals [5; 6], iron oxide [7], and transition elements [8][9][10]. Among the transition metals and their compounds, much attention has been paid to titanium dioxide (TiO 2 ) an inexpensive amphoteric semiconductor material with a high surface reactivity, in particular, to the adsorption of biomolecules [11].…”

Section: Fig 1 Typical Catalytic Reaction Of Laccase According To Yas...mentioning

confidence: 99%

Удосконалення Амперометричного Біосенcора На Основі Лаккази З Наночастинками Діоксиду Титану

Kavetskyy¹,

Demkiv²,

Гончар³

et al. 2022

actacarpathica

View full text Add to dashboard Cite

Розробка нових підходів до моніторингу небезпечних речовин у навколишньому середовищі є актуальною проблемою сучасності для покращення якості життя людей. З цієї точки зору електрохімічним біосенсорам приділяється підвищена увага через їхню високу специфічність, чутливість, надійність, портативність і простоту в експлуатації. У наш час спостерігається швидке зростання використання напівпровідникових наночастинок (НЧ) у виготовленні електрохімічних сенсорів, стимульованих унікальними властивостями таких наноматеріалів, як велика площа поверхні та хороша біосумісність. Біосенсори на основі лаккази, модифіковані НЧ, є дуже перспективними для кількісного визначення фенольних сполук з хорошою надійністю та точністю. Тут ми описали конструкцію біосенсора для аналізу фенолів на основі лаккази в поєднанні з комерційними наночастинками TiO2, включеними у полімер Nafion®. Показано, що модифікація графітового стрижневого електроду TiO2 і лакказою, вбудованими у плівку Nafion, значно покращує дві основні характеристики сенсора: максимальну реакцію біосенсора при насичення субстрату (вдвічі) і чутливість (у три рази) порівняно з контрольними біоелектродами (без використання TiO2). Підвищення чутливості біосенсора робить його більш перспективним для точного аналізу токсичних фенолів реальних зразків, де їх вміст дуже низький (наприклад, питної води). Однак, незважаючи на те, що аналіз ABTS як модельного субстрату з розробленим біосенсором був успішним, справжньою мотивацією дослідження було створення нової біосенсорної платформи з використанням TiO2 (амфотерного напівпровідника) та полімеру Nafion для ефективної іммобілізації ферменту. Виходячи з отриманих результатів, наступним кроком буде легування TiO2 різним вмістом сульфуру, конструкція біоелектродів та їх випробування різними субстратами лаккази (ABTS, катехол, фенол) та реальними зразками стічних вод. Ми вважаємо, що наявність сульфуру в TiO2 повинно впливати на кластери міді та залишки цистеїну, впливаючи на активний центр лаккази, що призводитиме до збільшення спорідненості утвореного біонанокомпозиту до цільових аналітів (феноли). Ця більш складна біосенсорна система зараз знаходиться у дослідженні, і результати будуть опубліковані в іншому місці незабаром. Сконструйовані біоелектроди продемонстрували покращення експлуатаційних параметрів у порівнянні з біоелектродами без використання TiO2, що робить їх більш перспективними для аналізу фенолів у реальних зразках стічних та підземних вод.

show abstract

Section: Fig 1 Typical Catalytic Reaction Of Laccase According To Yas...mentioning

confidence: 99%

Удосконалення Амперометричного Біосенcора На Основі Лаккази З Наночастинками Діоксиду Титану

Kavetskyy¹,

Demkiv²,

Гончар³

et al. 2022

actacarpathica

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…Being complicated and time consuming, these methods require highly skilled manpower and are difficult to use for routine analyses. Sensitive, rapid, and simple electrochemical analytical methods—namely (bio)sensors, especially with the usage of electroactive 3D nanomaterials—are promising alternatives for traditional methods of catechol assay [ 23 , 30 , 31 , 32 , 33 , 34 , 35 ].…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Nanomaterials as Redox Mediators in Laccase-Based Amperometric Biosensors for Catechol Assay

et al. 2022

View full text Add to dashboard Cite

Laccase is a copper-containing enzyme that does not require hydrogen peroxide as a co-substrate or additional cofactors for an enzymatic reaction. Nanomaterials of various chemical structures are usually applied to the construction of enzyme-based biosensors. Metals, metal oxides, semiconductors, and composite NPs perform various functions in electrochemical transformation schemes as a platform for the enzyme immobilization, a mediator of an electron transfer, and a signal amplifier. We describe here the development of amperometric biosensors (ABSs) based on laccase and redox-active micro/nanoparticles (hereafter—NPs), which were immobilized on a graphite electrode (GE). For this purpose, we isolated a highly purified enzyme from the fungus Trametes zonatus, and then synthesized bi- and trimetallic NPs of noble and transition metals, as well as hexacyanoferrates (HCF) of noble metals; these were layered onto the surfaces of GEs. The electroactivity of many of the NPs immobilized on the GEs was characterized by cyclic voltammetry (CV) experiments. The most effective mediators of electron transfer were selected as the platform for the development of laccase-based ABSs. As a result, a number of catechol-sensitive ABSs were constructed and characterized. The laccase/CuCo/GE was demonstrated to possess the highest sensitivity to catechol (4523 A·M−1·m−2) among the tested ABSs. The proposed ABSs may be promising for the analysis of phenolic derivatives in real samples of drinking water, wastewater, and food products.

show abstract

“…4–6 In literature, different laccase-based electrochemical biosensors have been developed for catechol determination using different sensor architectures. 2,3,7–10 Conducting polymers (CPs) have been recognized as excellent materials that offer a variety of advantages for designing electrochemical biosensors with proper functionalization. In this regard, our group has previously reported on a catechol sensor based on CPs functionalized with different moieties, which is capable of providing a good microenvironment for enzyme molecules and good conductivity with their donor–acceptor type structures.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Fabrication of D–A–D type conducting polymer, carbon nanotubes and silica nanoparticle-based laccase biosensor for catechol detection

et al. 2022

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

Biosensing of catechol via amperometry using laccase immobilized nickel oxide/graphite modified screen-printed electrodes

Cited by 11 publications

References 21 publications

Удосконалення Амперометричного Біосенcора На Основі Лаккази З Наночастинками Діоксиду Титану

Удосконалення Амперометричного Біосенcора На Основі Лаккази З Наночастинками Діоксиду Титану

Nanomaterials as Redox Mediators in Laccase-Based Amperometric Biosensors for Catechol Assay

Fabrication of D–A–D type conducting polymer, carbon nanotubes and silica nanoparticle-based laccase biosensor for catechol detection

Contact Info

Product

Resources

About