This paper reports an electrochemic

This paper reports an electrochemical microfluidic paper-based analytical device (EμPAD) for glucose detection, featuring a highly sensitive working electrode (WE) decorated with zinc oxide nanowires (ZnO NWs). In addition to the common features of μPADs, such as their low costs, high portability/disposability, and ease of operation, the reported EμPAD has three further advantages. (i) It provides higher sensitivity and a lower limit of detection (LOD) than previously reported μPADs because of the high surface-to-volume ratio and high enzyme-capturing efficiency of the ZnO NWs. (ii) It does not need any light-sensitive electron mediator (as is usually required in enzymatic glucose sensing), which leads to enhanced biosensing stability. (iii) The ZnO NWs are directly synthesized on the paper substrate via low-temperature hydrothermal growth, representing a simple, low-cost, consistent, and mass-producible process. To achieve superior analytical performance, the on-chip stored enzyme (glucose oxidase) dose and the assay incubation time are tuned. More importantly, the critical design parameters of the EμPAD, including the WE area and the ZnO-NW growth level, are adjusted to yield tunable ranges for the assay sensitivity and LOD. The highest sensitivity that we have achieved is 8.24 μA·mM−1·cm−2, with a corresponding LOD of 59.5 μM. By choosing the right combination of design parameters, we constructed EμPADs that cover the range of clinically relevant glucose concentrations (0−15 mM) and fully calibrated these devices using spiked phosphate-buffered saline and human serum. We believe that the reported approach for integrating ZnO NWs on EμPADs could be well utilized in many other designs of EμPADs and provides a facile and inexpensive paradigm for further enhancing the device performance.

Kết quả (Việt) 1:

Bài báo này báo cáo microfluidic điện trên giấy phân tích thiết bị (EμPAD) để phát hiện glucose, đặc trưng với một điện cực làm việc độ nhạy cao (chúng tôi) được trang trí với ôxít kẽm nanowires (ZnO NWs). Ngoài các tính năng phổ biến của μPADs, chẳng hạn như chi phí thấp, tính di động cao/disposability của họ, và dễ thao tác, EμPAD báo cáo có ba thêm lợi thế. (i) cung cấp cao độ nhạy và giới hạn phát hiện thấp (LOD) hơn so với trước đây đã được báo cáo μPADs vì tỷ lệ bề mặt và khối lượng cao và hiệu quả thu giữ enzyme cao của các ZnO NWs. (ii) nó không cần bất kỳ nhạy cảm với ánh sáng điện tử hòa giải (như thường yêu cầu enzym glucose thám), dẫn đến sự ổn định tăng cường biosensing. (iii) việc NWs ZnO đang trực tiếp được tổng hợp trên bề mặt giấy thông qua sự tăng trưởng nhiệt dịch nhiệt độ thấp, đại diện cho một quá trình đơn giản, chi phí thấp, phù hợp và mass-producible. Để đạt được hiệu suất phân tích vượt trội, liều lượng men tiêu hóa được lưu trữ trên chip (glucose oxidase) và thời gian ủ bệnh khảo nghiệm được điều chỉnh. Quan trọng hơn, các thông số quan trọng thiết kế của EμPAD, bao gồm cả khu vực chúng tôi và mức độ tăng trưởng ZnO-NW, được điều chỉnh để mang lại các phạm vi ứng cho khảo nghiệm nhạy cảm và LOD. Độ nhạy cảm cao nhất, và chúng tôi đã đạt được là 8.24 μA·mM−1·cm−2, với một LOD tương ứng của 59.5 μM. Bằng cách chọn sự kết hợp của các thông số thiết kế, chúng tôi xây dựng EμPADs bao gồm phạm vi của nồng độ glucose lâm sàng có liên quan (0−15 mM) và đầy đủ hiệu chuẩn các thiết bị sử dụng đinh đệm phosphate saline và con người huyết thanh. Chúng tôi tin rằng cách tiếp cận này báo cáo cho việc tích hợp ZnO NWs trên EμPADs cũng có thể được sử dụng trong rất nhiều các thiết kế khác của EμPADs và cung cấp một mô hình facile và rẻ tiền để tiếp tục nâng cao hiệu suất thiết bị.

Kết quả (Việt) 2:

Bài viết này báo cáo một bài báo dựa trên vi lỏng thiết bị phân tích điện hóa (EμPAD) để phát hiện glucose, gồm có một điện cực làm việc có độ nhạy cao (WE) trang trí bằng dây nano kẽm oxit (ZnO NWS). Ngoài các tính năng thông thường của μPADs, chẳng hạn như chi phí của họ thấp, tính di động cao / disposability, và dễ dàng hoạt động, báo cáo EμPAD có ba lợi thế hơn nữa. (I) Nó cung cấp độ nhạy cao hơn và giới hạn dưới của phát hiện (LOD) so với báo cáo trước đó μPADs vì tỷ lệ đất-đối-khối lượng cao và hiệu quả enzyme-chụp cao của ZnO NWS. (Ii) Nó không cần bất kỳ trung gian điện tử nhạy sáng (như thường được yêu cầu trong cảm biến glucose enzym), dẫn đến tăng cường sự ổn định cảm ứng sinh học. (Iii) Các ZnO NWS được tổng hợp trực tiếp trên bề mặt giấy qua tăng trưởng thủy nhiệt ở nhiệt độ thấp, đại diện cho một đơn giản, chi phí thấp, phù hợp, và quá trình sản xuất được hàng loạt. Để đạt được hiệu quả phân tích cao cấp, trên chip enzyme lưu trữ (glucose oxidase) liều lượng và thời gian khảo nghiệm ủ bệnh được điều chỉnh. Quan trọng hơn, các thông số thiết kế quan trọng của EμPAD, bao gồm cả các khu vực WE và mức độ tăng trưởng ZnO-NW, được điều chỉnh để mang lại dãy du dương cho sự nhạy cảm nghiệm và LOD. Độ nhạy cao nhất mà chúng tôi đã đạt được là 8.24 μA · mM-1 · cm-2, với một LOD tương ứng là 59,5 mM. Bằng cách lựa chọn sự kết hợp của các thông số thiết kế, chúng tôi xây dựng EμPADs mà bao gồm các phạm vi nồng độ lâm sàng liên quan glucose (0-15 mM) và đầy đủ hiệu chuẩn các thiết bị sử dụng nước muối nhọn đệm phosphat và huyết thanh người. Chúng tôi tin rằng phương pháp báo cáo cho việc tích hợp ZnO NWS trên EμPADs có thể được sử dụng tốt trong nhiều thiết kế khác của EμPADs và cung cấp một mô hình dễ dãi và không tốn kém để nâng cao hơn nữa hiệu suất thiết bị.