Review—Recent Advances in Carbon Nanomaterials as Electrochemical Biosensors
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Abstract
In the last three decades, a lot of scientific research has been carried out in the field of Carbon nanomaterials all over the world due to their significant electronic, optical, mechanical, chemical and thermal properties. The zero, one, two and three dimensional Carbon nanomaterials (i.e. fullerenes, Carbon nanotubes, Graphene, Carbon quantum dots, Carbon Nanohorns, Nanodiamonds, Carbon Nanofibres and Carbon black) have exhibited such inherent features that can be easily exploited in the development of advanced technology for sensing applications. The employment of nanomaterials within sensors has paved new way and opportunities for the detection of analytes or target molecules. Carbon nanomaterials based electrochemical biosensors have reported biocompatibility, better sensitivity, better selectivity and lower limits of detection to detect a wide range of chemical to biological molecules. In this paper, a comprehensive review has been made to cover recent developments in the field of Carbon based nanomaterials as electrochemical biosensors. The characteristic features of a variety of nanomaterials like fullerenes, Carbon nanotubes, Graphene, Carbon quantum dots, Carbon Nanohorns, Carbon Nanodiamonds, Carbon Nanofibres, Carbon black etc. have been discussed along with their synthesis methods. The recent application of all these nanomaterials as electrochemical biosensors for the detection of various biomolecules have been highlighted; the future prospects and possibilities in this field have been outlined.
Source: crossref · Quality: baseline
Research context
OpenAlex topics: Advanced biosensing and bioanalysis techniques · Electrochemical sensors and biosensors · Electrochemical Analysis and Applications
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References (100+)
Show source-provided references
1. Chatterjee · Biosens. Bioelectron. · 2012 · 35 · 30210.1016/j.bios.2012.03.005 ↗
2. Chatterjee · Anal. Chim. Acta · 2012 · 751 · 6610.1016/j.aca.2012.09.011 ↗
3. Wanekaya · Analyst · 2011 · 136 · 438310.1039/c1an15574a ↗
4. Lim · Chem. Rev. · 2015 · 115 · 32710.1021/cr300213b ↗
5. Ramaiyan · Electrochem. Soc. Interface · 2019 · 28 · 5910.1149/2.F08193IF ↗
6. Acquah · ECS J. Solid State Sci. Technol · 2017 · 6 · M315510.1149/2.0271706jss ↗
7. Liu · Mater. Today · 2011 · 14 · 31610.1016/S1369-7021(11)70161-4 ↗
8. Mendes · J. Mater. Chem. B · 2013 · 1 · 40110.1039/C2TB00085G ↗
9. Zaytseva · Chem. Biol. Technol. Agric. · 2016 · 3 · 1710.1186/s40538-016-0070-8 ↗
10. Kroto · Nature · 1985 · 318 · 16210.1038/318162a0 ↗
11. Peredes · Langmuir · 2008 · 24 · 1056010.1021/la801744a ↗
12. Yadav · Int. J. Nanotechnol. Appl. · 2008 · 2 · 15
13. Shi · Biomaterials · 2014 · 35 · 577110.1016/j.biomaterials.2014.03.071 ↗
14. Gadofullerene MRI contrast agents10.2217/17435889.3.2.201 ↗
15. Jena · ECS J. Solid State Sci. Technol. · 2017 · 6 · M307510.1149/2.0121706jss ↗
16. Dellinger · Nanomedicine · 2013 · 8 · 119110.2217/nnm.13.99 ↗
17. Douglas · ECS J. Solid State Sci. Technol. · 2017 · 6 · M308410.1149/2.0131706jss ↗
18. Churilov · Instruments and Experimental Techniques · 2000 · 43 · 110.1007/BF02758988 ↗
19. Smalley · Acc. Chem. Re. · 1992 · 25 · 9810.1021/ar00015a001 ↗
20. Homann · Angew. Chem. Int. Ed. · 1998 · 37 · 243410.1002/(SICI)1521-3773(19981002)37:18<2434::AID-ANIE2434>3.0.CO;2-L ↗
21. Wang · J. Electrochem. Soc. · 2019 · 166 · B50510.1149/2.1231906jes ↗
22. Howard · Nature · 1991 · 352 · 13910.1038/352139a0 ↗
23. Stevenson · Nature · 1999 · 401 · 5510.1038/43415 ↗
24. Bethune · Nature · 1993 · 366 · 12310.1038/366123a0 ↗
25. Krätschmer · Nature · 1990 · 347 · 35410.1038/347354a0 ↗
26. The story of making fullerenes10.1039/c0nr00925c ↗
27. Iijima · Nature · 1991 · 35410.1038/354056a0 ↗
28. Yang · Chem. Soc. Rev. · 2019 · 48 · 15710.1039/C7CS00757D ↗
29. Kumar · Chem. Soc. Rev. · 2017 · 46 · 15810.1039/C6CS00517A ↗
30. Iijima · Physica B Condens. Matter · 2002 · 323 · 110.1016/S0921-4526(02)00869-4 ↗
31. Iijima · Nature · 1993 · 363 · 60310.1038/363603a0 ↗
32. Zhang · ACS Nano · 2013 · 7 · 615610.1021/nn401995z ↗
33. Thostenson · Compos. Sci. Technol. · 2001 · 61 · 189910.1016/S0266-3538(01)00094-X ↗
34. Jones · Nature · 1996 · 381 · 38410.1038/381384a0 ↗
35. Saito · Appl. Phys. Lett. · 1992 · 60 · 220410.1063/1.107080 ↗
36. Dresselhaus · 1996
37. Wilder · Nature · 1998 · 391 · 5910.1038/34139 ↗
38. Arnold · Nat. Nanotechnol. · 2006 · 1 · 6010.1038/nnano.2006.52 ↗
39. Erkoç · Int. J. Mod. Phys. C · 2000 · 11 · 17510.1142/S0129183100000158 ↗
40. Odom · Nature · 1998 · 391 · 6210.1038/34145 ↗
41. Odom · J. Phys. Chem. B · 2000 · 104 · 279410.1021/jp993592k ↗
42. Dresselhaus · Annu. Rev.Mater.Res · 2004 · 34 · 24710.1146/annurev.matsci.34.040203.114607 ↗
43. Yang · Anal. Chim. Acta · 2015 · 887 · 1710.1016/j.aca.2015.05.049 ↗
44. Guinovart · Analyst · 2013 · 138 · 520810.1039/c3an00710c ↗
45. Rana · Appl. Surf. Sci. · 2012 · 258 · 711210.1016/j.apsusc.2012.04.008 ↗
46. Zhang · Sens. Actuators B · 2012 · 168 · 10310.1016/j.snb.2012.03.032 ↗
47. Zhao · Sens. Actuators B · 2016 · 231 · 80010.1016/j.snb.2016.03.115 ↗
48. Garel · Nano Lett. · 2014 · 14 · 613210.1021/nl502161h ↗
49. Jiang · J. Micromech. Microeng. · 2015 · 25 · 11300110.1088/0960-1317/25/11/113001 ↗
50. Zang · Microelectron. Eng. · 2015 · 132 · 19210.1016/j.mee.2014.10.023 ↗
51. Chowdhury · Mater. Res. Express · 2018 · 5 · 10200110.1088/2053-1591/aada65 ↗
52. Yu · Chem. Rev. · 2016 · 116 · 1341310.1021/acs.chemrev.6b00179 ↗
53. Xu · Nanoscale · 2019 · 11 · 147510.1039/C8NR08738E ↗
54. Xu · Nanoscale · 2019 · 11 · 147510.1039/C8NR08738E ↗
55. Deng · Biosens. Bioelectron. · 2009 · 24 · 209110.1016/j.bios.2008.10.022 ↗
56. Besteman · Nano Lett. · 2003 · 3 · 72710.1021/nl034139u ↗
57. Kong · Science · 2000 · 287 · 62210.1126/science.287.5453.622 ↗
58. Guo · J. Phys. Chem. · 1995 · 99 · 1069410.1021/j100027a002 ↗
59. Thess · Science · 1996 · 273 · 48310.1126/science.273.5274.483 ↗
60. Maeda · Carbon · 2008 · 46 · 156310.1016/j.carbon.2008.06.057 ↗
61. Collins · Sci. Am. · 2000 · 62 · 283
62. Lipscomb · J. Mater. Sci. · 2011 · 46 · 681210.1007/s10853-011-5640-3 ↗
63. Li · Science · 1996 · 274 · 170110.1126/science.274.5293.1701 ↗
64. Hata · Science · 2004 · 306 · 136210.1126/science.1104962 ↗
65. Zhang · Chem. Sus. Chem · 2011 · 4 · 86410.1002/cssc.201100177 ↗
66. Talapatra · Nat. Nano · 2006 · 1 · 11210.1038/nnano.2006.56 ↗
67. Jariwala · The Banaras Metallurgist · 2012 · 17 · 57
68. Satishkumar · Chem. Phys. Lett. · 1998 · 293 · 4710.1016/S0009-2614(98)00727-1 ↗
69. Sen · Chem. Mat · 1997 · 9 · 207810.1021/cm9700965 ↗
70. Bethune · Nature · 1993 · 363 · 60510.1038/363605a0 ↗
71. Li · Science · 1996 · 274 · 170110.1126/science.274.5293.1701 ↗
72. Hata · Abstr Pap Am Chem S · 2005 · 229 · U967
73. Morsy · Spectrochim Acta A Mol Biomol Spectrosc. · 2014 · 132 · 59410.1016/j.saa.2014.04.122 ↗
74. Matsuzawa · J. Phys. Chem. C · 2014 · 118 · 501310.1021/jp411964z ↗
75. Deng · Nano Lett. · 2004 · 4 · 233110.1021/nl048663s ↗
76. Wei · Appl. Phys. Lett. · 2001 · 78 · 139410.1063/1.1354658 ↗
77. Takagi · Nano Lett. · 2006 · 6 · 264210.1021/nl061797g ↗
78. Jorio · Phys. Rev. Lett. · 2001 · 86 · 111810.1103/PhysRevLett.86.1118 ↗
79. Hou · Carbon · 2003 · 41 · 247110.1016/S0008-6223(03)00271-9 ↗
80. Liu · Nano Res. · 2009 · 2 · 8510.1007/s12274-009-9009-8 ↗
81. Wong · Adv. Drug Delivery Rev. · 2013 · 65 · 196410.1016/j.addr.2013.08.005 ↗
82. Novoselov · Science · 2004 · 306 · 66610.1126/science.1102896 ↗
83. Novoselov · Nature · 2005 · 438 · 19710.1038/nature04233 ↗
84. Graphene: status and prospects10.1126/science.1158877 ↗
85. Geim · Nat. Mater. · 2007 · 6 · 18310.1038/nmat1849 ↗
86. Huang · Nat. Commun. · 2011 · 2 · 29210.1038/ncomms1291 ↗
87. Chen · Energy Environ. Sci. · 2013 · 6 · 136210.1039/c3ee23586f ↗
88. Balandin · Nano Lett. · 2008 · 8 · 90210.1021/nl0731872 ↗
89. Lee · Electrochem. Commun. · 2008 · 10 · 192010.1016/j.elecom.2008.10.015 ↗
90. Bolotin · Solid State Commun. · 2008 · 146 · 35110.1016/j.ssc.2008.02.024 ↗
91. Lu · Nanotechnology · 2009 · 20 · 44550210.1088/0957-4484/20/44/445502 ↗
92. Fowler · ACS Nano · 2009 · 3 · 30110.1021/nn800593m ↗
93. Chen · Energy Environ. Sci. · 2013 · 6 · 136210.1039/c3ee23586f ↗
94. Hernandez · Nat. Nanotechnology · 2008 · 3 · 56310.1038/nnano.2008.215 ↗
95. Lotya · J. Am. Chem. Soc · 2009 · 131 · 361110.1021/ja807449u ↗
96. Sutter · Nat. Mater. · 2008 · 7 · 40610.1038/nmat2166 ↗
97. Choucair · Nat. Nanotechnol. · 2009 · 4 · 3010.1038/nnano.2008.365 ↗
98. Zhu · Nanoscale · 2010 · 2 · 253810.1039/c0nr00387e ↗
99. Hummers · J. Am. Chem. Soc · 1958 · 80 · 133910.1021/ja01539a017 ↗
100. Jeong · Appl. Phys. Lett. · 2010 · 96 · 21310510.1063/1.3432446 ↗