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Ultrasmall CuS-BSA-Cu-3(PO4)(2) nanozyme for highly efficient colorimetric sensing of H2O2 and glucose in contact lens care solutions and human serum

Authors :
Abir Swaidan
Jean-Francois Tahon
Alexandre Barras
Tayssir Hamieh
Joumana Toufaily
Rabah Boukherroub
Sabine Szunerits
Ahmed Addad
Institut d’Électronique, de Microélectronique et de Nanotechnologie - UMR 8520 (IEMN)
Centrale Lille-Institut supérieur de l'électronique et du numérique (ISEN)-Université de Valenciennes et du Hainaut-Cambrésis (UVHC)-Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Polytechnique Hauts-de-France (UPHF)
Université Libanaise
Unité Matériaux et Transformations - UMR 8207 (UMET)
Centrale Lille-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)
NanoBioInterfaces - IEMN (NBI - IEMN)
Centrale Lille-Institut supérieur de l'électronique et du numérique (ISEN)-Université de Valenciennes et du Hainaut-Cambrésis (UVHC)-Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Polytechnique Hauts-de-France (UPHF)-Centrale Lille-Institut supérieur de l'électronique et du numérique (ISEN)-Université de Valenciennes et du Hainaut-Cambrésis (UVHC)-Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Polytechnique Hauts-de-France (UPHF)
Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Centrale Lille Institut (CLIL)
Institut d’Électronique, de Microélectronique et de Nanotechnologie (IEMN) - UMR 8520 (IEMN)
Ecole Centrale de Lille-Institut supérieur de l'électronique et du numérique (ISEN)-Université de Valenciennes et du Hainaut-Cambrésis (UVHC)-Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Laboratoire International associé sur les phénomènes Critiques et Supercritiques en électronique fonctionnelle, acoustique et fluidique (LIA LICS/LEMAC)
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Ecole Centrale de Lille-Université de Lille-Université Polytechnique Hauts-de-France (UPHF)-Ecole Centrale de Lille-Université de Lille-Université Polytechnique Hauts-de-France (UPHF)-Université Polytechnique Hauts-de-France (UPHF)
Source :
Analytica Chimica Acta, 1109, 78-89. Elsevier Science, Analytica Chimica Acta, Analytica Chimica Acta, 2020, Analytica Chimica Acta, 1109, pp.78-89. ⟨10.1016/j.aca.2020.02.064⟩, Analytica Chimica Acta, Elsevier Masson, 2020, Analytica Chimica Acta, 1109, pp.78-89. ⟨10.1016/j.aca.2020.02.064⟩, Analytica Chimica Acta, Elsevier Masson, 2020, 1109, pp.78-89. ⟨10.1016/j.aca.2020.02.064⟩
Publication Year :
2020

Abstract

This work reports on the synthesis of organic-inorganic hybrid nanoscale materials, CuS-BSA-Cu-3(PO4)(2). The developed nanoparticles were characterized by various techniques, such as X-ray diffraction (XRD), transmission electron microscopy (TEM), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), UV-vis absorption spectrophotometry, Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), and dynamic light scattering (DLS). The CuS-BSA-Cu-3(PO4)(2) were successfully applied as artificial colorimetric probes in sensing H2O2, the final outcome of glucose oxidation, and proved to be efficient peroxidase mimics for the catalytic conversion of a chromogenic substrate, 3,3',5,5'-tetramethylbenzidine (TMB), into a blue colored oxidized product (oxTMB) which can be easily visualized by the naked eye and monitored by a great absorption peak at 654 nm in the UV-vis spectrophotometry. A highly efficient, rapid, sensitive, and selective determination of H2O2 and glucose have been achieved with very low detection limits of 22 nM, and 27.6 nM over 0-8 mu M and 0-1000 mu M linear ranges, respectively. Compared to CuS-BSA, CuS-BSA-Cu-3(PO4)(2) exhibited improved peroxidase-like catalytic activity. Based on these observations, the performance of this approach was successfully validated in contact lens care solutions and human serum samples. (C) 2020 Elsevier B.V. All rights reserved.

Details

Language :
English
ISSN :
00032670
Database :
OpenAIRE
Journal :
Analytica Chimica Acta, 1109, 78-89. Elsevier Science, Analytica Chimica Acta, Analytica Chimica Acta, 2020, Analytica Chimica Acta, 1109, pp.78-89. ⟨10.1016/j.aca.2020.02.064⟩, Analytica Chimica Acta, Elsevier Masson, 2020, Analytica Chimica Acta, 1109, pp.78-89. ⟨10.1016/j.aca.2020.02.064⟩, Analytica Chimica Acta, Elsevier Masson, 2020, 1109, pp.78-89. ⟨10.1016/j.aca.2020.02.064⟩
Accession number :
edsair.doi.dedup.....b7e2975d130fe67472b20a41949dbb0d
Full Text :
https://doi.org/10.1016/j.aca.2020.02.064⟩