Nové materiály pro snímání a biosenzování

Abstract

Materiály na bázi 2D použité ve 3D tištěných elektrodách a nano/mikromotorech se staly špičkovými technologiemi. Získaly širokou pozornost díky svým výjimečným charakteristikám, které je předurčují pro použití v senzorových a biosenzorových aplikacích. Výzkum nabízí cenné vhledy prostřednictvím systematického výzkumu za účelem podpory pokroku v senzorových technologiích. 3D tištěné elektrody z nanouhlíku eliminují potřebu konvenčních elektrod tím, že poskytují výhody jako snadnou výrobu, rychlou produkci, vynikající přesnost a přizpůsobení tvarů v závislosti na našich požadavcích. V důsledku toho zjištění této práce zdůrazňují univerzálnost 3D tištěných elektrod z nanouhlíku v aplikacích, které zahrnují fenoly, pesticidy a biosensing, zejména detekci DNA. Dále jsme zkoumali aktivní kvantové materiály na bázi mikromotorů pro detekci DNA, stejně jako aplikace pro bezpečnost potravin. Tato technologie příští generace kombinuje atraktivní vlastnosti kvantových materiálů spolu s jejich autonomní pohyblivostí jako mikromotory, což detekci urychluje a nabízí cenově dostupné platformy pro senzoriku a bioanalýzu. Řešením výzev souvisejících s využitím analytu, zejména těch s rychlou akcí a toxicitou, práce zkoumá pokročilé metody detekce, které zahrnují moderní technologie nabízející inovativní řešení. Zjištění přispívají k probíhající evoluci technologií nezbytných pro řešení současných výzev v analytické chemii a bioanalytické chemii.The 2D material-based 3D-printed electrodes and nano/micromotors have emerged as the cutting-edge technologies. It has drawn widespread attention due to their distinctive characteristics that make them suitable for sensing and biosensing applications. The research offers valuable insights through systematic experimentation to promote advancements in sensing technologies. The 3D-printed nanocarbon electrodes have eliminated the need for the conventional electrodes by providing the benefits such as ease of fabrication, quick production, excellent precision and customization of the shapes depending upon our requirements. Consequently, the findings of this thesis highlight the versatility of 3D-printed nanocarbon electrodes in applications involving phenols, pesticides and biosensing, particularly DNA sensing. Next, we explored the active quantum materials-based micromotors for DNA detection as well the food safety applications. This next-generation technology combines the appealing features of the quantum materials along with their autonomous mobility as micromotors, which makes the detection fast and offers inexpensive platforms for sensing and bio-analysis. Thus, by addressing challenges related to analyte use, particularly those with rapid action and toxicity, the study explores advanced detection methods, incorporating modern technologies to offer innovative solutions. The findings contribute to the ongoing evolution of technologies crucial for addressing contemporary challenges in analytical chemistry and bioanalytical chemistry.