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Arranz A.Autor o CoautorRibagorda M.Autor o CoautorManso-Silván M.Autor o Coautor

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28 de febrero de 2025
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Integrating voltammetry and substrate-enhanced luminescence for noninvasive glucose sensing

Publicado en:Biosensors and Bioelectronics: X. 23 - 2025-05-01 23(), DOI: 10.1016/j.biosx.2025.100591

Autores: López-Peña G; Pallarés Vilar A; Jaafar A; Simón-Fuente S; Arranz A; Ribagorda M; Manso-Silván M; Martín Rodríguez E

Afiliaciones

Universidad Autónoma de Madrid - Autor o Coautor
Universidad Autónoma de Madrid; Instituto Universitario de Ciencia de Materiales Nicolás Cabrera; Centro de Microanálisis de Materiales - Autor o Coautor
Universidad Autónoma de Madrid; Instituto Universitario de Ciencia de Materiales Nicolás Cabrera; Universidad Autónoma de Madrid; Instituto Ramón y Cajal de Investigación Sanitaria - Autor o Coautor
Universidad Autónoma de Madrid; Universidad Autónoma de Madrid - Autor o Coautor
Universidad Autónoma de Madrid; Universidad Complutense de Madrid - Autor o Coautor
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Resumen

This study presents a novel noninvasive and enzyme-free dual sensor based on porous silicon (PSi) for the detection of D-glucose through tear fluid analysis. The sensor incorporates NaGdF4:20% Yb3+, 2% Er3+ nanoparticles (YbEr-NPs) immobilized on a PSi substrate functionalized with a phenylboronic ester molecule. The YbEr-NPs enable luminescence-based sensing, exploiting the sensitivity of Er3+ ions to the OH vibrational groups present in D-glucose. Electrodes fabricated on a PSi substrate allow for voltammetric analysis, providing a second detection method. The voltammetric sensor achieved a limit of detection (LoD) of 20 mg/dL in the range of 20–200 mg/dL, which is suitable for detecting D-glucose concentrations in the tear fluid of diabetic patients. The luminescence-based sensor, utilizing the red-to-green emission ratio of YbEr-NPs, reached a LoD of 140 mg/dL in the range of 10–70 mg/dL, covering the hyperglycemic range. The interaction between the YbEr-NPs and the PSi substrate led to the appearance of new emission bands and increased intensity, attributed to surface defects acting as an additional excitation source. The 556 nm emission band showed a strong dependence on the D-glucose concentration, improving the LoD to 110 mg/dL. This provides a novel strategy for D-glucose detection based on the effect of the molecule on the interaction between the Rare-earth-doped nanoparticles and the PSi substrate. This triple-sensing approach offers a promising solution for noninvasive glucose monitoring, enabling detection in both the hypoglycemic and hyperglycemic ranges.

Palabras clave

GlucoseLuminescenceNanoparticlesRare earthsSensorSiliconVoltammetry

Indicios de calidad

Impacto bibliométrico. Análisis de la aportación y canal de difusión

El trabajo ha sido publicado en la revista Biosensors and Bioelectronics: X debido a la progresión y el buen impacto que ha alcanzado en los últimos años, según la agencia Scopus (SJR), se ha convertido en una referencia en su campo. En el año de publicación del trabajo, 2025, se encontraba en la posición , consiguiendo con ello situarse como revista Q2 (Segundo Cuartil), en la categoría Biophysics.

Impacto y visibilidad social

Es fundamental presentar evidencias que respalden la plena alineación con los principios y directrices institucionales en torno a la Ciencia Abierta y la Conservación y Difusión del Patrimonio Intelectual. Un claro ejemplo de ello es:

  • El trabajo se ha enviado a una revista cuya política editorial permite la publicación en abierto Open Access.

Análisis de liderazgo de los autores institucionales

Existe un liderazgo significativo ya que algunos de los autores pertenecientes a la institución aparecen como primer o último firmante, se puede apreciar en el detalle: Primer Autor (López-Peña G.) y Último Autor (Martín Rodríguez E.).