Preparation and Performance Study of Fiber-based Organic Electrochemical Transistor Glucose Sensor

doi:10.7503/cjcu20240431

Abstract

Abstract:

Fiber-based organic electrochemical transistors have broad application prospects in the fields of wearable electronic devices and biosensors due to the advantages of being flexible and wearable， low working voltage， high sensitivity， and good biocompatibility. In this study， cotton fiber was used as the raw material for electrodes， and graphene（Gr） and poly（3，4-ethylenedioxythiophene）-sodium polystyrene sulfonate（PEDOT∶PSS） were used to modify the fiber surface to form a layer of PEDOT∶PSS/Gr film on the fiber surface. The resistance of the poly（3，4-ethylenedioxythiophene）-sodium polystyrene sulfonate/graphene/fiber（PEDOT∶PSS/Gr/fiber） was as low as 60 Ω/cm. An organic electrochemical transistor device with stable output performance and high sensitivity was constructed by PEDOT∶PSS/Gr/fiber， and showed good linear response to glucose detection in the range of 1 pmol/L—10 μmol/L， with a detection limitation of 1 pmol/L. In addition， it is demonstrated that the sensor can resist interference from uric acid， ascorbic acid， and common metal ions（K⁺， Na⁺， Mg²⁺）， which are common interferences in body fluids. The recovery rate was 87.2%—110% when used to detect saliva samples. This study can provide some technical support for non-invasive detection of blood glucose in diabetes.

Key words: Fiber-based organic electrochemical transistor, Sensor, Glucose, Non-invasive testing

CLC Number:

O657

TrendMD:

LI Jingsong, YANG Sirui, SUN Shimin, LI Zhongbo, ZHANG Lijun. Preparation and Performance Study of Fiber-based Organic Electrochemical Transistor Glucose Sensor[J]. Chem. J. Chinese Universities, 2025, 46(5): 20240431.

Figures/Tables 11

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Electrode	LOD	Linear range	Ref.
CuO/graphene/ITO	1 μmol/L	1—850 μmol/L	［29］
Ni/Cu⁃MOFs⁃FETs	0.51 μmol/L	1 μmol/L—20 mmol/L	［30］
BioTFTs	365 pmol/L	500 nmol/L—20 mmol/L	［31］
GA⁃Co/Ni⁃HITP⁃FET	—	10 nmol/L—10 mmol/L	［32］
OECT	100 nmol/L	0.1—100 μmol/L	［33］
OECT	100 nmol/L	0.1—200 μmol/L	［14］
OECT	10 nmol/L	—	［34］
OECT	1 nmol/L	1 nmol/L-1 mmol/L	［35］
OECT	1 nmol/L	1 nmol/L—5 μmol/L	［36］
OECT	1 pmol/L	1 pmol/L—500 nmol/L	This work

Electrode	LOD	Linear range	Ref.
CuO/graphene/ITO	1 μmol/L	1—850 μmol/L	［29］
Ni/Cu⁃MOFs⁃FETs	0.51 μmol/L	1 μmol/L—20 mmol/L	［30］
BioTFTs	365 pmol/L	500 nmol/L—20 mmol/L	［31］
GA⁃Co/Ni⁃HITP⁃FET	—	10 nmol/L—10 mmol/L	［32］
OECT	100 nmol/L	0.1—100 μmol/L	［33］
OECT	100 nmol/L	0.1—200 μmol/L	［14］
OECT	10 nmol/L	—	［34］
OECT	1 nmol/L	1 nmol/L-1 mmol/L	［35］
OECT	1 nmol/L	1 nmol/L—5 μmol/L	［36］
OECT	1 pmol/L	1 pmol/L—500 nmol/L	This work

Sample	Added/（μmol·L^-1）	Measured/（μmol·L^-1）	Recovery （%）	RSD （%）
1	0	0.050	110.0	3.94
	5	4.770	95.4	4.22
	10	10.12	101.2	4.31
2	0	0.035	107.0	3.75
	5	4.825	96.5	3.98
	10	8.720	87.2	4.10

Sample	Added/（μmol·L^-1）	Measured/（μmol·L^-1）	Recovery （%）	RSD （%）
1	0	0.050	110.0	3.94
	5	4.770	95.4	4.22
	10	10.12	101.2	4.31
2	0	0.035	107.0	3.75
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