Tesis
Síntesis de películas de ZnO/CuO y su evaluación como sensores electroquímicos no enzimáticos de Glucosa
Autor
Changanaquí Barrientos, Katherina
Changanaquí Barrientos, Katherina
Institución
Resumen
En el presente estudio, se desarrolla la síntesis de películas de nanorods de óxido de zinc (NRs-ZnO) recubiertas con óxido de cobre (II) (CuO). Como primera etapa se sintetizaron las películas de NRs-ZnO a partir de un baño químico a 90 °C de las semillas de ZnO, previamente electrodepositadas sobre vidrio conductor de óxido de estaño dopado con flúor (FTO). Seguidamente, las películas de NRs-ZnO fueron recubiertas electroquímicamente con semillas de óxido de cobre (I) (Cu2O) de morfología cúbica, y crecidas por un baño químico a 90 °C obteniendo NRs- ZnO/Cu2O. Posteriormente estas, fueron tratadas térmicamente a 500 °C para producir la oxidación del Cu2O a CuO, obteniendo las películas de NRs-ZnO/CuO. Estas películas fueron evaluadas como sensores electroquímicos no enzimáticos de glucosa y se comparó su actividad electrocatalítica con las películas también sintetizadas de Cu2O y CuO soportadas sobre FTO.
La caracterización fisicoquímica de las películas sintetizadas se determinó por medio de la Espectroscopía de Infrarrojo con Transformada de Furier (FTIR), la Espectroscopía Raman y su composición química a través de la Espectroscopía de Energía Dispersiva de rayos X (EDS). Por otra parte, la estructura cristalográfica fue estudiada a través de la Difracción de Rayos X (DRX) y la caracterización morfológica mediante la Microscopía Electrónica de Barrido (SEM).
Las películas de Cu2O, CuO, NRs-ZnO, NRs-ZnO/Cu2O y NRs-ZnO/CuO, fueron caracterizadas electroquímicamente por voltamperometría cíclica (VC) frente a glucosa 2 mM en un soporte electrolítico de NaOH 100 mM, para demostrar su potencial aplicación como sensores no enzimáticos y encontrar el material óptimo.
Los electrodos de NRs-ZnO/CuO proporcionan una gran área superficial y un sustrato de fácil uso para la oxidación de la glucosa. Como resultado, los electrodos registran una buena sensibilidad de (317 mA mM -1 cm-2), un rango lineal hasta 2,8 mM, un bajo límite de detección (1,8 μM) y un tiempo de respuesta de 25 s. Adicionalmente, reportaron una excelente selectividad en presencia de diferentes especies interferentes al análisis de glucosa, tales como los iones Mg2+, Ca2+, L-cisteína, lactosa, fructuosa, maltosa, galactosa, cloruro de sodio, citrato de sodio, bifosfato de sodio, ácido cítrico y benzoato de sodio; las cuales no evidenciaron señales de corriente representativas en contraste a la registrada por la glucosa. Asimismo, el sensor de NRs-ZnO/CuO reportó una excelente reproducibilidad y reusabilidad, por lo que se perfila como un sistema óptimo en la detección de glucosa en muestras de sangre o de saliva. Tesis