Abstract A manganese oxides mediator was electrodeposited onto a low-cost pencil graphite electrode (PE) from an easily available and affordable potassium permanganate precursor. The modified manganese oxides coated PE (MnOxides/PE) was previously utilized as a hydrogen peroxide sensor according to its electrocatalytic activity for hydrogen peroxide oxidation in an ammonium buffer (pH 9.0) medium. The amperometric detection of hydrogen peroxide is possible at +0.50 V vs Ag/AgCl instead of +0.80 V vs Ag/AgCl using an unmodified PE. Further modification of the MnOxides/PE with glucose oxidase immobilization converted the modified PE into a glucose sensor by hydrogen peroxide detection in a phosphate buffer (pH 7.4) at the same operating potential. The linear concentration range of glucose detection by the batch technique was 0.056–1.41 mM, with a sensitivity of 2.19 μA mM−1. A detection limit of 18.3 μM and a percentage RSD of 5.0% were obtained from five different sensors. Through the flow injection analysis technique, a low-cost open-flow cell containing a volume of 1.4 mL was fabricated from a plastic vial and a micropipette tip. Using the injection volume of 200 μL and flow rate of 1 mL min−1, the linear concentration range of glucose detection was determined to be 0.56–5.55 mM, with the sensitivity of 0.72 μA mM−1, the detection limit of 0.29 mM, the response time of 20 s, and sample throughput of 34 samples per hour. The application of the proposed sensor to detect glucose in sport and energy drink samples showed good precision, with the percentage RSD of 0.7–5.6% (n = 3) and a recovery percentage of 97–103%.

中文翻译：

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改性铅笔石墨电极作为低成本葡萄糖传感器

摘要 将锰氧化物介体电沉积到低成本铅笔石墨电极 (PE) 上，该电极使用容易获得且价格合理的高锰酸钾前体。根据其在铵缓冲液（pH 9.0）介质中对过氧化氢氧化的电催化活性，改性锰氧化物涂覆的 PE（MnOxides/PE）以前被用作过氧化氢传感器。过氧化氢的电流检测可以在 +0.50 V vs Ag/AgCl 而不是 +0.80 V vs Ag/AgCl 时使用未改性的 PE。用葡萄糖氧化酶固定化对 MnOxides/PE 进行进一步修饰，通过在磷酸盐缓冲液 (pH 7.4) 中以相同的操作电位检测过氧化氢，将修饰的 PE 转化为葡萄糖传感器。分批技术检测葡萄糖的线性浓度范围为 0.056-1.41 mM，灵敏度为 2.19 μA mM-1。从五个不同的传感器获得了 18.3 μM 的检测限和 5.0% 的 RSD 百分比。通过流动注射分析技术，用塑料小瓶和微量移液器吸头制造了体积为 1.4 mL 的低成本开放式流动池。进样量为200 μL，流速为1 mL min-1，测定葡萄糖检测的线性浓度范围为0.56-5.55 mM，灵敏度为0.72 μA mM-1，检测限为0.29 mM，响应时间为 20 秒，样品吞吐量为每小时 34 个样品。应用所提出的传感器检测运动和能量饮料样品中的葡萄糖显示出良好的精度，RSD 百分比为 0.7-5.6% (n = 3)，回收率为 97-103%。从五个不同的传感器获得 3 μM 和 5.0% 的 RSD 百分比。通过流动注射分析技术，用塑料小瓶和微量移液器吸头制造了体积为 1.4 mL 的低成本开放式流动池。进样量为200 μL，流速为1 mL min-1，测定葡萄糖检测的线性浓度范围为0.56-5.55 mM，灵敏度为0.72 μA mM-1，检测限为0.29 mM，响应时间为 20 秒，样品吞吐量为每小时 34 个样品。应用所提出的传感器检测运动和能量饮料样品中的葡萄糖显示出良好的精度，RSD 百分比为 0.7-5.6% (n = 3)，回收率为 97-103%。从五个不同的传感器获得 3 μM 和 5.0% 的 RSD 百分比。通过流动注射分析技术，用塑料小瓶和微量移液器吸头制造了体积为 1.4 mL 的低成本开放式流动池。进样量为200 μL，流速为1 mL min-1，测定葡萄糖检测的线性浓度范围为0.56-5.55 mM，灵敏度为0.72 μA mM-1，检测限为0.29 mM，响应时间为 20 秒，样品吞吐量为每小时 34 个样品。应用所提出的传感器检测运动和能量饮料样品中的葡萄糖显示出良好的精度，RSD 百分比为 0.7-5.6% (n = 3)，回收率为 97-103%。一个容量为 1.4 mL 的低成本开放式流通池由一个塑料小瓶和一个微量移液器吸头制成。进样量为200 μL，流速为1 mL min-1，测定葡萄糖检测的线性浓度范围为0.56-5.55 mM，灵敏度为0.72 μA mM-1，检测限为0.29 mM，响应时间为 20 秒，样品吞吐量为每小时 34 个样品。应用所提出的传感器检测运动和能量饮料样品中的葡萄糖显示出良好的精度，RSD 百分比为 0.7-5.6% (n = 3)，回收率为 97-103%。一个容量为 1.4 mL 的低成本开放式流通池由一个塑料小瓶和一个微量移液器吸头制成。进样量为200 μL，流速为1 mL min-1，测定葡萄糖检测的线性浓度范围为0.56-5.55 mM，灵敏度为0.72 μA mM-1，检测限为0.29 mM，响应时间为 20 秒，样品吞吐量为每小时 34 个样品。应用所提出的传感器检测运动和能量饮料样品中的葡萄糖显示出良好的精度，RSD 百分比为 0.7-5.6% (n = 3)，回收率为 97-103%。灵敏度为 0.72 μA mM-1，检测限为 0.29 mM，响应时间为 20 s，样品通量为每小时 34 个样品。应用所提出的传感器检测运动和能量饮料样品中的葡萄糖显示出良好的精度，RSD 百分比为 0.7-5.6% (n = 3)，回收率为 97-103%。灵敏度为 0.72 μA mM-1，检测限为 0.29 mM，响应时间为 20 s，样品通量为每小时 34 个样品。应用所提出的传感器检测运动和能量饮料样品中的葡萄糖显示出良好的精度，RSD 百分比为 0.7-5.6% (n = 3)，回收率为 97-103%。