Enhanced Electrochemical Characteristics of the Glucose Oxidase Bioelectrode Constructed by Carboxyl-Functionalized Mesoporous Carbon

葡萄糖氧化酶 表面改性 Nafion公司 电化学 化学 电极 过硫酸铵 电催化剂 羧化 核化学 无机化学 化学工程 有机化学 催化作用 聚合物 聚合 工程类 物理化学
作者
Chuhan Lv,Shuangfei Li,Liangxu Liu,Xingyu Zhu,Xiao Yang
出处
期刊:Sensors [MDPI AG]
卷期号:20 (12): 3365-3365 被引量:8
标识
DOI:10.3390/s20123365
摘要

This research revealed the effect of carboxyl-functionalization on the mesoporous carbon (MC)-fixed glucose oxidase (GOx) for promoting the properties of bioelectrodes. It showed that the oxidation time, temperature and concentration, can significantly affect MC carboxylation. The condition of 2 M ammonium persulfate, 50 °C and 24 h was applied in the study for the successful addition of carboxyl groups to MC, analyzed by FTIR. The nitrogen adsorption isotherms, and X-ray diffraction analysis showed that the carboxylation process slightly changed the physical properties of MC and that the specific surface area and pore size were all well-maintained in MC-COOH. Electrochemical characteristics analysis showed that Nafion/GOx/MC-COOH presented better electrocatalytic activity with greater peak current intensity (1.13-fold of oxidation peak current and 4.98-fold of reduction peak current) compared to Nafion/GOx/MC. Anodic charge-transfer coefficients (α) of GOx/MC-COOH increased to 0.77, implying the favored anodic reaction. Furthermore, the GOx immobilization and enzyme activity in MC-COOH increased 140.72% and 252.74%, leading to the enhanced electroactive GOx surface coverage of Nafion/GOx/MC-COOH electrode (22.92% higher, 1.29 × 10−8 mol cm−2) than the control electrode. Results showed that carboxyl functionalization could increase the amount and activity of immobilized GOx, thereby improving the electrode properties.
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