Original title: Elektrochemické sensory na bázi derivátů grafenu pro detekci biomolekul
Translated title: Electrochemical sensors based on graphene derivatives for the detection of biomolecules
Authors: Štenclová, Tereza ; Pekárková, Jana (referee) ; Fohlerová, Zdenka (advisor)
Document type: Bachelor's theses
Year: 2026
Language: cze
Publisher: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií
Abstract: [cze] [eng]
Tato práce se zabývá detekcí biomolekul pomocí elektrochemických senzorů modifikovaných deriváty grafenu. Primárně se zaměřuje na selektivní detekci klíčového neurotransmiteru – dopaminu. Teoretická část obsahuje rešerši zaměřenou na grafenové deriváty, elektrochemické senzory, jejich klasifikaci, vlastnosti a využití při analýze biologicky významných látek. Experimentální část je věnována vývoji senzoru na bázi uhlíkové sítotiskové elektrody (SPCE), jejíž povrch byl postupně modifikován nedopovanou kyselinou grafenovou (GA), dusíkem dopovanou kyselinou grafenovou (GAN) a polymerní vrstvou z Nafionu. K detailní charakterizaci povrchových změn a elektrochemických vlastností fázového rozhraní byla využita cyklická voltametrie a elektrochemická impedanční spektroskopie. Analytické parametry vyvíjených senzorů byly následně vyhodnoceny pomocí ampérometrické detekce s konstantním potenciálem. Zkoumání vlivu modifikací prokázalo, že systém kombinující materiál GAN s optimalizovanou vrstvou 0.25% Nafionu (SPCE/GAN/Nafion) je pro spolehlivou detekci dopaminu nejvhodnější. Vyvinutý senzor se vyznačuje vysokou citlivostí a díky permselektivnímu charakteru polymerní membrány vykazuje absolutní selektivitu spojenou s úplným potlačením elektrochemické odezvy interferující kyseliny askorbové. This thesis deals with the detection of biomolecules using electrochemical sensors modified with graphene derivatives. It primarily focuses on the selective detection of a key neurotransmitter, dopamine. The theoretical part comprises a literature review focusing on graphene derivatives, electrochemical sensors, their classification, properties, and applications in the analysis of biologically significant compounds. The experimental part is devoted to the development of a sensor based on a screen-printed carbon electrode (SPCE), the surface of which was sequentially modified with undoped graphene acid (GA), nitrogen-doped graphene acid (GAN), and a Nafion polymer layer. Cyclic voltammetry and electrochemical impedance spectroscopy were utilized for the detailed characterization of surface modifications and the electrochemical properties of the phase interface. The analytical parameters of the developed sensors were subsequently evaluated using constant-potential amperometry. Investigation of the modification effects demonstrated that the system combining the GAN material with an optimized 0.25% Nafion layer (SPCE/GAN/Nafion) is the most suitable for the reliable detection of dopamine. The developed sensor is characterized by high sensitivity and, owing to the permselective nature of the polymer membrane, exhibits absolute selectivity coupled with the complete suppression of the electrochemical response of interfering ascorbic acid.
Keywords: amperometry; ascorbic acid; cyclic voltammetry; dopamine; electrochemical impedance spectroscopy; Electrochemical sensor; graphene acid; graphene derivatives; Nafion; nitrogen-doped graphene acid; SPCE; uric acid; ampérometrie; cyklická voltametrie; deriváty grafenu; dopamin; elektrochemická impedanční spektroskopie; Elektrochemický senzor; kyselina askorbová; kyselina grafenová; kyselina grafenová dopovaná dusíkem; kyselina močová; Nafion; SPCE

Institution: Brno University of Technology (web)
Document availability information: Fulltext is available in the Brno University of Technology Digital Library.
Original record: http://hdl.handle.net/11012/258520

Permalink: http://www.nusl.cz/ntk/nusl-776107


The record appears in these collections:
Universities and colleges > Public universities > Brno University of Technology
Academic theses (ETDs) > Bachelor's theses