Working performance of vertically aligned carbon nanotubes as platforms for future biosensing applications

Abstract

Univerzita Karlova v Praze, Farmaceutická fakulta v Hradci Králové Katedra Analytické chemie Kandidát: Tereza Štipková Školitel: doc. PharmDr. Lucie Nováková, Ph.D. Školitel specialista: Assist. Prof. Gulnara Safina, Ph.D. Název diplomové práce: Charakteristika vertikálně uspořádaných uhlíkových nanotrubic jako platforem pro aplikace v oblasti biosenzorů Monitorování glukózy v krvi je nezbytnou součástí moderní terapie diabetu. V této práci byly použity mnohostěnné vertikálně uspořádané uhlíkové nanotrubice (CNT) pro konstrukci nového biosenzoru třetí generace. Hlavním zaměřením práce bylo zjištění možnosti uplatnění senzoru pro monitorování glukosy. Amperometrický biosenzor na bázi CNT byl vyvinut imobilizací celobiosadehydrogenasy z houby Corynascus thermophilus na povrch CNT pomocí fyzikální adsorpce. Vysoce hydrofobní povrch nanotrubic byl modifikován 0,0001% (w/v) polyvinylalkoholem (PVA) za účelem umožnění adsorpce enzymu. Výsledky měření pomocí rentgenové fotoelektronové spektroskopie potvrdily úspěšnou imobilizaci enzymu na povrch CNT modifikován PVA. Topografie povrchu a elementární složení nanomateriálu byly zkoumány rastrovacím elektronovým mikroskopem a metodou energiově disperzní spektroskopie. Optimální podmínky pro elektrochemické měření v průtokové cele s nástřiky glukosy zahrnovaly...

Charles University in Prague, Faculty of Pharmacy in Hradec Králové Department of Analytical Chemistry Candidate: Tereza Štipková Supervisor: Assoc. Prof. PharmDr. Lucie Nováková, Ph.D. Supervisor specialist: Assist. Prof. Gulnara Safina, Ph.D. Title of thesis: Working performance of vertically aligned carbon nanotubes as platforms for future biosensing applications Blood glucose monitoring is a crucial part of a modern diabetes therapy. In this work, the multi-walled vertically aligned on-chip grown carbon nanotubes (CNT) were applied in construction of a novel third-generation biosensor. The main focus of this work was to investigate the possibility of future application of the sensor in glucose monitoring. The CNT- based amperometric biosensor was developed by immobilising cellobiose dehydrogenase from Corynascus thermophilus onto the CNT surface by physical adsorption. The highly hydrophobic surface of the nanotubes was functionalized with 0.0001% (w/v) polyvinyl alcohol (PVA) in order to enable the enzyme adsorption. X-ray photoelectron spectroscopy measurements confirmed the successful enzyme immobilization onto PVA modified CNT surface. The surface topography and elemental composition of the nanomaterial were examined by scanning electron microscopy and energy-dispersive X-ray spectroscopy...