Fluorescent Carbon Dots Illuminate Hydrogen Peroxide Detection: A Promising Approach Working Paper

abstract

  • Hydrogen peroxide (H2O2) is an oxidant widely used in industrial and biomedical applications that requires a sensitive and selective quantification method. Despite being one of the most used methods for detecting this oxidant, enzyme-based reactions still exhibit low-cost efficiency and pose high environmental hazards. Optical biosensors have emerged as an attractive alternative, offering potential advantages such as rapid response time and ease of operation. Carbon dots (CDs) are a type of carbon-based nanoparticles that are particularly appealing for this purpose because of their low-cost synthesis procedures and favorable chemical and optical properties. In this study, fluorescent CDs were synthesized via a microwave-assisted method using urea, L-histidine, and citric acid as precursors. The optical properties of the CDs were characterized using UV-Vis and fluorescence spectroscopy. The CDs exhibited a fluorescence sensing range between 1 mM to 50 mM, with a limit detection (LOD) for H2O2 of 0.1 mM. The selectivity of the CDs was tested in the presence of various interferents, and the results confirmed their potential for further applications, particularly in metabolite quantification and biological processes. Overall, the low-cost synthesis procedure and favorable properties of the CDs make them a promising candidate for H2O2 detection and other biosensing applications.
  • Peróxido de hidrógeno (h2oh2) es un oxidante ampliamente utilizado en aplicaciones industriales y biomédicas que requiere un método de cuantificación sensible y selectivo. A pesar de ser uno de los métodos más utilizados para detectar este oxidante, las reacciones basadas en enzimas aún presentan una eficiencia de bajo costo y plantean altos riesgos ambientales. Los biosensores ópticos han surgido como una alternativa atractiva, que ofrece ventajas potenciales como un tiempo de respuesta rápido y facilidad de operación. Los puntos de carbono (CD) son un tipo de nanopartículas a base de carbono que resultan particularmente atractivas para este propósito debido a sus procedimientos de síntesis de bajo costo y sus favorables propiedades químicas y ópticas. En este estudio, se sintetizaron CD fluorescentes mediante un método asistido por microondas utilizando urea, L-histidina y ácido cítrico como precursores. Las propiedades ópticas de los CD se caracterizaron mediante espectroscopía UV-Vis y fluorescencia. Los CD exhibieron un rango de detección de fluorescencia entre 1 mM y 50 mM, con un límite de detección (LOD) parah2oh2de 0,1 mm. La selectividad de las CD se probó en presencia de diversos inhibidores y los resultados confirmaron su potencial para futuras aplicaciones, particularmente en la cuantificación de metabolitos y procesos biológicos. En general, el procedimiento de síntesis de bajo costo y las propiedades favorables de los CD los convierten en un candidato prometedor parah2oh2detección y otras aplicaciones de biosensores.

publication date

  • 2023-7-1

keywords

  • Application
  • Biosensors
  • Carbon
  • Chemical properties
  • Citric Acid
  • Citric acid
  • Costs
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