undefined

Tailoring Water-Based Graphite Conductive Ink Formulation for Enzyme Stencil-Printing: Experimental Design to Enhance Wearable Biosensor Performance

Julkaisuvuosi

2023

Tekijät

Verdiana Marchianò; Angelo Tricase; Mariapia Caputo; Emanuele Farinini; Riccardo Leardi; Anna Imbriano; Dónal Leech; Reshma Kidayaveettil; Luigi Gentile; Luisa Torsi; Eleonora Macchia; Paolo Bollella

Abstrakti:

<p>Herein, we report for the first time an experimental design-based approach to develop water-based graphite conductive ink containing enzymes and redox mediators to obtain fully printed wearable biosensors for lactate and glucose monitoring. The experimental design encompasses both electrochemical parameters, such as electroactive area and electron transfer rate constant, and rheological parameters, including elastic (G′) and viscous (G″) moduli where G″/G′ is expressed as tanδ. Notably, the printed electrodes exhibited an electroactive area A<sub>EA</sub> of 3.95 ± 0.31 cm<sup>2</sup> and a roughness factor, ρ, of 43.8, which is 50 times higher than those of commercially available screen-printed electrodes. Furthermore, lactate oxidase and glucose oxidase are integrated within water-based graphite conductive ink to obtain enzyme-based inks: enzyme-ink (E-INK), to detect lactate, and enzyme mediator-ink (EM-INK), to detect glucose. The resulting biosensors demonstrated high sensitivity and low limit of detection 3.3 μA mM<sup>-1</sup> and 0.3 ± 0.1 μM (ferricyanide as electron mediator), and 4.3 μA mM<sup>-1</sup> and 3 ± 1 μM, for E-INK and EM-INK, respectively. The biosensors also exhibited excellent selectivity, maintaining their storage stability, with approximately 80-90% of the initial signal retained after 90 days. Overall, this promising system holds potential to be utilized as a flexible and wearable biosensor. Its use of biocompatible water-based inks makes it suitable for applications in sports medicine and remote clinical care.</p>
Näytä enemmän

Organisaatiot ja tekijät

Åbo Akademi

Macchia Eleonora Orcid -palvelun logo

Julkaisutyyppi

Julkaisumuoto

Artikkeli

Emojulkaisun tyyppi

Lehti

Artikkelin tyyppi

Alkuperäisartikkeli:

Yleisö

Tieteellinen

Vertaisarvioitu

Vertaisarvioitu

OKM:n julkaisutyyppiluokitus

A1 Alkuperäisartikkeli tieteellisessä aikakauslehdessä

Julkaisukanavan tiedot

Julkaisu­foorumi

53342

Julkaisufoorumitaso

3

Avoin saatavuus

Avoin saatavuus kustantajan palvelussa

Kyllä

Julkaisukanavan avoin saatavuus

Osittain avoin julkaisukanava

Rinnakkaistallennettu

Kyllä

Muut tiedot

Tieteenalat

Fysiikka

Avainsanat

[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]

Kustantajan kansainvälisyys

Kansainvälinen

Kieli

englanti

Kansainvälinen yhteisjulkaisu

Kyllä

Yhteisjulkaisu yrityksen kanssa

Ei

DOI

10.1021/acs.chemmater.3c02229

Julkaisu kuuluu opetus- ja kulttuuriministeriön tiedonkeruuseen

Kyllä