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Immobilization of hemoglobin on functionalized multi-walled carbon nanotubes-poly-l-histidine-zinc oxide nanocomposites toward the detection of bromate and H<sub>2</sub>O<sub>2</sub>
저자
Vilian, A. ; Chen, S.M. ; Kwak, C.H. ; Hwang, S.K. ; Huh, Y.S. ; Han, Y.K.
발행기관
학술지명
권호사항
발행연도
2016
작성언어
-주제어
등재정보
SCI,SCIE,SCOPUS
자료형태
학술저널
수록면
607-617(11쪽)
제공처
소장기관
A novel biocompatible sensing strategy has been developed based on functionalized multi-walled carbon nanotube (f-MWCNT), poly-l-histine (P-l-His), and ZnO nanocomposite film for the immobilization of hemoglobin (Hb). The direct electron transfer properties and bioelectrocatalytic activity of the Hb in f-MWCNT-P-l-His-ZnO composite film is further investigated. The apparent heterogeneous electron transfer rate constant (k<SUB>s</SUB>) of Hb confined to f-MWCNT-P-l-His-ZnO nanocomposite is found to be 5.16s<SUP>-1</SUP> using Laviron's equation. Moreover, the surface coverage concentration (Γ) of the electroactive Hb in the f-MWCNT-P-l-His-ZnO film is estimated to be 1.88x10<SUP>-9</SUP>molcm<SUP>-2</SUP>. The fabricated electrochemical biosensor based on the immobilized Hb revealed a fast response time (<3s) with a wide linear range (4-18,000μM and 2-15,000μM) and detection limit (as low as 0.01μM and 0.30μM) for the electrocatalytic determination of a mediator-free H<SUB>2</SUB>O<SUB>2</SUB> and bromate under optimal experimental conditions. The ca. apparent Michaelis-Menten constant is 0.14mM, which indicates that the Hb has a high affinity to H<SUB>2</SUB>O<SUB>2</SUB>. The high sensitivity, good reproducibility, and long-term stability of the proposed nanocomposite film indicates that it can serve as an electrode for the development of an amperometric H<SUB>2</SUB>O<SUB>2</SUB> and bromate-based biosensor. The proposed third-generation biosensor was successfully applied to milk and urine samples for the detection of H<SUB>2</SUB>O<SUB>2</SUB> and bromate.
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