Bacterial Cellulose-Based Laser-Scribed Graphene Electrode for Hydrogen Peroxide Detection in Cancer Cells

Autor(es)

de Lima, Lucas F. ; Ferreira, Andre L. ; dos Santos, Leticia Ester ; Coelho, Keyla Livian P. ; Santos, Keyla Teixeira ; Schmidt, Ariane ; de Jesus, Marcelo Bispo ; Paixao, Thiago R. L. C. ; de Araujo, William R.

• Tipo de documento: Artigo Científico
• Fonte: ACS APPLIED BIO MATERIALS; v. 8, n. 7, p. 11-pg., 2025-06-29.

Resumo

The development of sustainable and high-performance electrochemical sensors is crucial for advancing biomedical applications. In this work, we introduce a hydrogen peroxide (H2O2) sensor based on bacterial cellulose-derived laser-scribed graphene (BC-LSG), modified with MXene and platinum nanoparticles (PtNPs). Bacterial cellulose (BC), a biodegradable and renewable material, was cultivated and transformed into a highly conductive carbon network using CO2 laser irradiation, producing a flexible, portable, and miniaturized electrochemical platform. The incorporation of MXene and PtNPs significantly enhanced the electrocatalytic response toward H2O2 oxidation, achieving a wide linear concentration range (15-95 mu mol L-1) and a low detection limit (0.35 mu mol L-1). Compared to traditional enzymatic sensors, our nanostructured BC-LSG device offers superior stability, reproducibility, and eco-friendliness, aligning with green analytical chemistry principles. The sensor was successfully applied for H2O2 detection in mammalian cells, demonstrating its potential for real-time monitoring of oxidative stress, a key biomarker in cancer progression and therapeutic responses. This work underscores the synergy between biopolymeric materials, nanotechnology, and laser processing, opening new avenues for scalable, disposable, and sustainable electrochemical devices. (AU)

• Processo FAPESP: 23/00246-1 - Dispositivos miniaturizados visando à produção em larga escala: fabricação, caracterização e aplicações in-situ
• Beneficiário: Mauro Bertotti
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Temático
• Processo FAPESP: 22/00723-1 - O papel de IRF5 na resposta humoral em arboviroses emergentes com manifestações agudas ou crônicas
• Beneficiário: Camila Lopes Simeoni
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado Direto
• Processo FAPESP: 23/12589-0 - Fabricação de um arranjo de (bio)sensores eletroquímicos por gravação a laser de CO2 visando o desenvolvimento de dispositivo wearable
• Beneficiário: Lucas Felipe de Lima
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Processo FAPESP: 23/08460-2 - Exsolução de Nanopartículas de Irídio desde Óxidos de Perovskitas: na busca por Catalisadores mais Estáveis e Ativos para a Produção de Hidrogênio Verde
• Beneficiário: Keyla Teixeira Santos
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Processo FAPESP: 18/08782-1 - Sensores químicos miniaturizados e integrados: novas plataformas de fabricação para aplicações biológicas, clínicas e ambientais
• Beneficiário: Mauro Bertotti
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Temático
• Processo FAPESP: 22/03250-7 - Desenvolvimento de biossensores portáteis e acessíveis para diagnósticos clínicos de infecções bacterianas e virais
• Beneficiário: William Reis de Araujo
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Projeto Inicial