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X (metal: Al, Cu, Sn, Ti)-functionalized tunable 2D-MoS2 nanostructure assembled biosensor arrays for qualitative and quantitative analysis of vital neurological drugs.
Nanoscale ( IF 5.8 ) Pub Date : 2020-06-24 , DOI: 10.1039/d0nr03427d Sushmitha Veeralingam 1 , Sushmee Badhulika 1
Nanoscale ( IF 5.8 ) Pub Date : 2020-06-24 , DOI: 10.1039/d0nr03427d Sushmitha Veeralingam 1 , Sushmee Badhulika 1
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In this work we report for the first time surface functionalization of 2D MoS2 with X (metals: Al, Cu, Sn, Ti) to develop a low-cost, ultra-selective biosensor array based Electronic Tongue (E-Tongue) for the detection of 4 vital neurological drugs in human saliva. The hydrothermally grown surface functionalized X-MoS2 was integrated onto a single 1 × 1 cm aluminium foil and contacts were defined using Cr electrodes. Detailed characterization revealed the formation of 2-H MoS2 and metal-X (Al, Cu, Sn, Ti)-functionalized MoS2 nanoflower like morphology decorated with nanoflake, nanorod, nanocube and nanostick structures, respectively. The response of the sensor array was recorded for aspirin, nicotine, caffeine and tramadol. Principal Component Analysis (PCA) was performed to reduce the dimension of numerous response data sets from all sensors and predict the likely possible response from various neurological drugs towards each sensor. Pattern-recognition analysis confirmed a definite pattern in response to respective functionalization and could efficiently differentiate neurological drugs from one another. Real-time analysis was performed using saliva samples for monitoring the therapeutic neurological drug concentration in the human body. Furthermore, the biosensor array was exposed to respective neurological drugs to study their sensitivity, selectivity, stability, reproducibility and adhesion onto the device. The strategy outlined can be used to develop lab-on-a-chip devices for the real-time detection of numerous bioanalytes in body fluids.
中文翻译：
X（金属：Al，Cu，Sn，Ti）功能化的可调二维二维MoS2纳米结构组装的生物传感器阵列，用于定性和定量分析重要的神经药物。
在这项工作中，我们首次报告了用X（金属：Al，Cu，Sn，Ti）对2D MoS 2进行表面功能化，以开发一种低成本，超选择性的基于生物舌阵列的电子舌（E-Tongue）。检测唾液中的4种重要神经系统药物。将水热生长的表面官能化X-MoS 2集成到单个1×1 cm铝箔上，并使用Cr电极定义触点。详细的表征揭示了2-H MoS 2和金属-X（Al，Cu，Sn，Ti）功能化的MoS 2的形成纳米花状形态分别用纳米片，纳米棒，纳米立方体和纳米棒结构装饰。记录传感器阵列对阿司匹林，尼古丁，咖啡因和曲马多的反应。进行主成分分析（PCA）可以减小来自所有传感器的众多响应数据集的维数，并预测各种神经药物对每个传感器可能产生的响应。模式识别分析证实了响应于各自功能的确定模式，可以有效区分神经药物。使用唾液样品进行实时分析，以监测人体中治疗性神经药物的浓度。此外，将生物传感器阵列暴露于各种神经科药物以研究其敏感性，选择性，稳定性，再现性和附着在设备上。概述的策略可用于开发用于实时检测体液中多种生物分析物的芯片实验室设备。
更新日期：2020-07-23
中文翻译：
X（金属：Al，Cu，Sn，Ti）功能化的可调二维二维MoS2纳米结构组装的生物传感器阵列，用于定性和定量分析重要的神经药物。
在这项工作中，我们首次报告了用X（金属：Al，Cu，Sn，Ti）对2D MoS 2进行表面功能化，以开发一种低成本，超选择性的基于生物舌阵列的电子舌（E-Tongue）。检测唾液中的4种重要神经系统药物。将水热生长的表面官能化X-MoS 2集成到单个1×1 cm铝箔上，并使用Cr电极定义触点。详细的表征揭示了2-H MoS 2和金属-X（Al，Cu，Sn，Ti）功能化的MoS 2的形成纳米花状形态分别用纳米片，纳米棒，纳米立方体和纳米棒结构装饰。记录传感器阵列对阿司匹林，尼古丁，咖啡因和曲马多的反应。进行主成分分析（PCA）可以减小来自所有传感器的众多响应数据集的维数，并预测各种神经药物对每个传感器可能产生的响应。模式识别分析证实了响应于各自功能的确定模式，可以有效区分神经药物。使用唾液样品进行实时分析，以监测人体中治疗性神经药物的浓度。此外，将生物传感器阵列暴露于各种神经科药物以研究其敏感性，选择性，稳定性，再现性和附着在设备上。概述的策略可用于开发用于实时检测体液中多种生物分析物的芯片实验室设备。
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