Abstract In this work, we present an origami-based coulometric electrochemical biosensor for high-accuracy determination of multi metabolite on one single electrode with only 0.5 μL samples. The proposed biosensor was fabricated with a screen-printed electrode and an origami device that was equipped with three foldable tabs preloaded with diverse oxidases. The origami device with a hole in its center was pasted onto the screen-printed electrode to form a reaction cell for electrochemically electrolyzing the target analytes with the corresponding oxidases. As a demonstration, L-lactate, cholesterol, and glucose as the target analytes were successfully detected with this biosensor. The values of electric charge for the L-lactate, cholesterol, glucose oxidation by integrating the Faradaic current vs. time were in good agreement with the theoretical values. The linear ranges of detection were respectively 0–10 mM (L-lactate), 0–5 mM (cholesterol), 0–24 mM (glucose) with efficiency electrolysis 99% ± 3%, 99% ± 1%, 100% ± 2% (n = 3, n: number of repetition). And the limit of detection of L-lactate, cholesterol, glucose was 0.25 mM, 0.23 mM, 0.03 mM respectively. The applicability of the device in POCT was performed in serum. And the above 95% recovery rate indicated it was suitable for the clinical application. Additionally, the proposed biosensor could be a candidate for more other metabolites detection, such as fructose, glutamate, bilirubin, and galactose. The origami paper-based electrochemical biosensor provided a facile and controllable device to perform the coulometry in the determination of multi metabolite.

中文翻译：

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基于折纸的库仑电化学生物传感器高精度测定多种代谢物

摘要 在这项工作中，我们提出了一种基于折纸的库仑电化学生物传感器，用于在仅 0.5 μL 样品的单个电极上高精度测定多种代谢物。所提出的生物传感器由丝网印刷电极和折纸装置制成，该装置配备了三个可折叠的标签，预装了不同的氧化酶。将中心有孔的折纸装置粘贴到丝网印刷电极上，形成反应池，用于用相应的氧化酶对目标分析物进行电化学电解。作为示范，L-乳酸、胆固醇和葡萄糖作为目标分析物被该生物传感器成功检测到。法拉第电流与 L-乳酸、胆固醇、葡萄糖氧化的电荷值 时间与理论值吻合良好。检测的线性范围分别为 0-10 mM（L-乳酸）、0-5 mM（胆固醇）、0-24 mM（葡萄糖），电解效率为 99% ± 3%、99% ± 1%、100% ± 2%（n = 3，n：重复次数）。L-乳酸、胆固醇、葡萄糖的检出限分别为0.25 mM、0.23 mM、0.03 mM。该装置在 POCT 中的适用性是在血清中进行的。95%以上的回收率表明它适合临床应用。此外，所提出的生物传感器可能是更多其他代谢物检测的候选者，如果糖、谷氨酸、胆红素和半乳糖。折纸纸基电化学生物传感器提供了一种简便且可控的装置，用于在多代谢物的测定中进行库仑分析。检测的线性范围分别为 0-10 mM（L-乳酸）、0-5 mM（胆固醇）、0-24 mM（葡萄糖），电解效率为 99% ± 3%、99% ± 1%、100% ± 2%（n = 3，n：重复次数）。L-乳酸、胆固醇、葡萄糖的检出限分别为0.25 mM、0.23 mM、0.03 mM。该装置在 POCT 中的适用性是在血清中进行的。95%以上的回收率表明它适合临床应用。此外，所提出的生物传感器可能是更多其他代谢物检测的候选者，如果糖、谷氨酸、胆红素和半乳糖。折纸纸基电化学生物传感器提供了一种简便且可控的装置，用于在多代谢物的测定中进行库仑分析。检测的线性范围分别为 0-10 mM（L-乳酸）、0-5 mM（胆固醇）、0-24 mM（葡萄糖），电解效率为 99% ± 3%、99% ± 1%、100% ± 2%（n = 3，n：重复次数）。L-乳酸、胆固醇、葡萄糖的检出限分别为0.25 mM、0.23 mM、0.03 mM。该装置在 POCT 中的适用性是在血清中进行的。95%以上的回收率表明它适合临床应用。此外，所提出的生物传感器可能是更多其他代谢物检测的候选者，如果糖、谷氨酸、胆红素和半乳糖。折纸纸基电化学生物传感器提供了一种简便且可控的装置，用于在多代谢物的测定中进行库仑分析。0–24 mM（葡萄糖），电解效率为 99% ± 3%、99% ± 1%、100% ± 2%（n = 3，n：重复次数）。L-乳酸、胆固醇、葡萄糖的检出限分别为0.25 mM、0.23 mM、0.03 mM。该装置在 POCT 中的适用性是在血清中进行的。95%以上的回收率表明它适合临床应用。此外，所提出的生物传感器可能是更多其他代谢物检测的候选者，如果糖、谷氨酸、胆红素和半乳糖。折纸纸基电化学生物传感器提供了一种简便且可控的装置，用于在多代谢物的测定中进行库仑分析。0–24 mM（葡萄糖），电解效率为 99% ± 3%、99% ± 1%、100% ± 2%（n = 3，n：重复次数）。L-乳酸、胆固醇、葡萄糖的检出限分别为0.25 mM、0.23 mM、0.03 mM。该装置在 POCT 中的适用性是在血清中进行的。95%以上的回收率表明它适合临床应用。此外，所提出的生物传感器可能是更多其他代谢物检测的候选者，如果糖、谷氨酸、胆红素和半乳糖。折纸纸基电化学生物传感器提供了一种简便且可控的装置，用于在多代谢物的测定中进行库仑分析。分别为 03 mM。该装置在 POCT 中的适用性是在血清中进行的。95%以上的回收率表明它适合临床应用。此外，所提出的生物传感器可能是更多其他代谢物检测的候选者，如果糖、谷氨酸、胆红素和半乳糖。折纸纸基电化学生物传感器提供了一种简便且可控的装置，用于在多代谢物的测定中进行库仑分析。分别为 03 mM。该装置在 POCT 中的适用性是在血清中进行的。95%以上的回收率表明它适合临床应用。此外，所提出的生物传感器可能是更多其他代谢物检测的候选者，如果糖、谷氨酸、胆红素和半乳糖。折纸纸基电化学生物传感器提供了一种简便且可控的装置，用于在多代谢物的测定中进行库仑分析。