A Highly Stable and Flexible Ca2+ Ion-Selective Sensor Based on Treated PEDOT:PSS Transducing Layer

佩多:嘘 材料科学 电化学 分析化学(期刊) 化学 电极 物理化学 有机化学
作者
Chani Park,Hyosang Yoon,Md Abu Zahed,Shipeng Zhang,Sanghyuk Yoon,Dongkyun Kim,Daeheum Kim,Jae-Yeong Park
出处
期刊:IEEE Sensors Journal [IEEE Sensors Council]
卷期号:22 (12): 11213-11221 被引量:5
标识
DOI:10.1109/jsen.2021.3075297
摘要

In this work, a highly stable Ca 2+ ion-selective sensor was successfully developed by depositing a poly(3,4-ethylenedioxythiophene): poly(styrene-sulfonate) (PEDOT:PSS) layer on top of a carbon paste electrode as an ion-electron transducing layer. The PEDOT:PSS was treated by a co-solvent of ethylene glycol (EG) using the bath-sonication technique to enhance electrical and electrochemical characteristics, and finally coated with Ca 2+ ion-selective membrane cocktail. The developed Ca 2+ ion-selective electrode (Ca 2+ -ISE) showed excellent electrochemical properties by much-improved charge transfer kinetics with remarkable electric conductivity. The fabricated Ca 2+ -ISE exhibited an excellent sensitivity of 37.7 mV/decade (n = 4) in the range from 10 −4 to 10 −1 M with a rapid response (< 20 seconds). Moreover, the EG-treated PEDOT:PSS (PEDOT:PSS-EG) based ISE showed negligible responses for primary interfering ions of human biofluid samples, proving significant potential selectivity. Furthermore, the negligible drift of open circuit potential ( $2.78~ { \mu }\text{V}$ /s) proved the stability of the PEDOT:PSS-EG compared to pristine PEDOT:PSS( $10.63~{ \mu }\text{V}$ /s) based ISE. Based on these analyses, it can be expected that the organic solvent treatment on PEDOT:PSS will pave the way for long-term monitoring of other biochemical compounds.
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