Влияние углеродных нанотрубок на прямой перенос электронов и электрокаталитическую активность иммобилизованной глюкозооксидазы

Углеродные нанотрубки (УНТ) являются эффективными носителями электрокатализаторов благодаря большой удельной поверхности, высокой электронной проводимости, а также высокой химической и структурной стабильности. В настоящем исследовании изучено влияние УНТ на прямой перенос электронов (ППЭ) и электрокаталитическую активность иммобилизованной глюкозооксидазы (GOx) в зависимости от числа стенок УНТ. Результаты показывают, что GOx, иммобилизованная на УНТ, сохраняет электрокаталитическую активность по отношению к глюкозе; однако ППЭ и электрокаталитическая активность GOx существенно зависят от числа внутренних трубок в УНТ. Для GOx, иммобилизованной на трёхстенных УНТ (TWNT), наблюдаются наибольшая константа скорости переноса электронов при ППЭ — 1,22 с⁻¹, наивысшая чувствительность при обнаружении глюкозы — 66,11 ± 5,06 мкА мМ⁻¹ см⁻², — и наименьшая кажущаяся константа Михаэлиса—Ментен — 6,53 ± 0,58 мМ — по сравнению с GOx, иммобилизованной на одно- и многостенных УНТ. Усиливающее влияние УНТ на электрокаталитическую активность и ППЭ GOx, вероятнее всего, обусловлено эффектом туннелирования электронов между внешней стенкой и внутренними трубками трёхстенных УНТ. Полученные результаты имеют важное значение для фундаментального понимания роли носителей на основе УНТ в процессах ППЭ и могут быть использованы для совершенствования конструкций более эффективных электрокатализаторов для биологических процессов, включая биоэлементы и биосенсоры.