Daunorubicin is a famous anthracycline anticancer chemotherapy drug with many side effects that is very important to measure in biological samples. A daunorubicin electrochemical biosensor was fabricated in this study using ds-DNA as the biorecognition element and glassy carbon electrode (GCE) amplified by Pt/SWCNTs as a sensor. The synthetization of Pt/SWCNTs was done by the polyol method, and their characterization was accomplished via XRD, EDS, and TEM methods. The results showed a diameter of about 5.0 nm for the Pt nanoparticle decorated at the surface of SWCNTs. The morphological and conductivity properties of Pt/SWCNTs/GCE were investigated by EIS and AFM methods, and the results confirmed that Pt/SWCNTs/GCE had a high surface area and high conductivity. ds-DNA/Pt/SWCNTs/GCE showed an oxidation signal relative to that of the guanine base at the potential of 847 mV and a positive shift after interaction with the daunorubicin anticancer drug. This point confirms the intercalation reaction between the guanine base in the ds-DNA structure and the drug that could be used as an analytical factor for the determination of daunorubicin. Furthermore, molecular docking study is used to predict the interaction site of daunorubicin with DNA. It is found that daunorubicin interacts with guanine bases of DNA via an intercalative mode. Kinetic investigation showed an association equilibrium constant (Ka) of about 5.044 × 103 M–1 between ds-DNA and daunorubicin. The differential pulse voltammetric results showed a linear dynamic range of 4.0 nM to 250.0 μM with a detection limit of 1.0 nM for determination of daunorubicin on the surface of ds-DNA/Pt/SWCNTs/GCE. Finally, ds-DNA/Pt/SWCNTs/GCE was successfully used for the determination of daunorubicin in injection samples with a recovery range of 98.27–10313%.

Water contamination is increasingly an important issue in developing and under developed countries. The main cause of water contaminations are industrial dyes and toxic chemicals. Hence many technologies are being developed to de-contaminate the toxic materials. The photocatalytic de-contamination of dyes is an effective and simple technology to purify water. Among various photocatalysts, the transition metal based oxides (TiO2, NiO and ZnO) being the state-of art photocatalytic material. But, the metal oxides have large band gap and suffers from the fact that it predominantly absorbs the Ultra Violet region of irradiation. But, any viable photocatalytic technology demands absorption in the visible light region, so as to utilize the cost-free sun light. Herein, we tune and utilize the metal oxides through the integration of Ag metal nanoparticles. The synthesized materials were completely analyzed by PXRD, HRTEM, UV, XPS and BET instruments. All TiO2/Ag, NiO/Ag and ZnO/Ag nanocomposites were subjected to photocatalytic degradation using visible light. The nanocomposites acted as photocatalyst and degrade the colorful methyl orange and colorless toxic 4-chlorophenol. Among the aforementioned three samples, TiO2/Ag exhibited best performance than ZnO/Ag and NiO/Ag. We attributed the enhancement of photocatalytic activity due to Plasmons assistance and nanoscale regime of photocatalyst. In summary, we tuned the metal oxide photocatalytic performance using the Ag nanoparticle surface Plasmon resonance.

Presence of phenazopyridine residues in water resources can be harmful to human body, hence it is very important to remove them from aqueous media. In this study, a magnetic nano-composite adsorbent, i.e. reduced graphene–iron oxide (rGO–Fe3O4) was synthesized and used for removal of phenazopyridine residues from wastewater samples. Experimental parameters influencing adsorption process were optimized, and results showed a sorption capacity of 14.064 mg g−1 at pH=6.0 for phenazopyridine. Under the best experimental condition, rGO–Fe3O4 nanocomposite showed an efficiency of 91.4% for removal of phenazopyridine in aqueous solution. Adsorption of phenazopyridine on flat and parallel oxygen and iron–terminated rGO–Fe3O4 surfaces was studied by density functional theory calculations. It was found that, in case of both oxygen and iron–terminated rGO–Fe3O4 surfaces, phenazopyridine prefers to interact with aromatic ring and amino flat to oxygen–terminated rGO–Fe3O4 surface, as opposed to iron–terminated sites due to enhanced charge migration at the interface. Negative adsorption energy revealed that formation of [email protected]–Fe3O4 is an exothermic process, confirming stability of these species.

Organophosphorus insecticide fenamiphos (FEN) is utilized to control the detrimental nematode pests. In this report, a novel molecular imprinted electrochemical sensor for insecticide FEN detection was prepared. The molecular imprinted sensor was prepared based on Co3O4 nanowire and core-shell Co3O4@MOF-74 nanocomposite. Firstly, hydrothermal method followed by thermal annealing was applied for the preparation of Co3O4 nanowire. Then, solvothermal technique was used in no presence of metal salts to prepare core-shell Co3O4@MOF-74 nanocomposite. In addition, several solvothermal cycles were tried to optimally adjust the reaction efficiency. After the modification of the clean carbon electrode surfaces with Co3O4@MOF-74 nanocomposites, the molecular imprinted electrodes based on Co3O4@MOF-74 nanocomposites were prepared in presence of 100.0 mM pyrrole as monomer and 25.0 mM FEN as analyte molecule between +0.30 V and +1.50 V by cyclic voltammetry (CV). The prepared molecularly imprinted sensor based on Co3O4 nanowire and core-shell Co3O4@MOF-74 nanocomposite was characterized by transmission electron microscopy (TEM), scanning electron microscope (SEM), x-ray diffraction (XRD) method, x-ray photoelectron spectroscopy (XPS), fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), electrochemical impedance spectroscopy (EIS) and CV. The quantification limit (LOQ) and the detection limit (LOD) were obtained as 1.0 × 10−11 M and 3.0 × 10−12 M, respectively, by using the developed sensor. Hence, the developed molecularly imprinting electrochemical sensor having high selectivity, stability and reproducibility was presented in this study for insecticide FEN detection.

Cyanazine is a beneficial herbicide in the triazines group that inhibits photosynthesis in plants and monitoring of this herbicide is so important for study agriculture products. The present researches have been focused on monitoring of cyanazine by a straightforward and fast electrochemical strategy. Herein, to monitor the cyanazine level, Pt and Pd doped CdO nanoparticle decorated SWCNTs composite (Pt-Pd-CdO/SWCNTs) has been synthesized as a conductive mediator and characterized by EDS, SEM and TEM techniques. The Pt-Pd-CdO/SWCNTs and ds-DNA have been used for modification of the gold electrode (GE). Moreover, the oxidation signal of guanine relative to ds-DNA at the surface of Pt-Pd-CdO/SWCNTs/ds-DNA/GE has been considered as an bioelectroanalytical issue to monitoring cyanazine for the first time. Electrochemical impedance spectroscopic (EIS) signals have confirmed that the inclusion of Pt-Pd-CdO/SWCNTs at the surface of the GE has lowered charge-transfer resistance by ca.1.54 times and created a highly conductive state for monitoring of cyanazine in nanomolar concentration. On the other hand, differential pulse voltammograms (DPV) of Pt-Pd-CdO/SWCNTs/ds-DNA/GE have indicated a linear dynamic range of 4.0 nM-70 µM with a detection limit of 0.8 nM to the monitoring of cyanazine. In addition, the molecular docking study has emphasized that cyanazine herbicide is capable of binding to ds-DNA preferably at the guanine-cytosine rich sequences, and confirmed experimental results. In the final step, Pt-Pd-CdO/SWCNTs/ds-DNA/GE has been successfully utilized for the monitoring of cyanazine herbicide in food and water samples.

Abstract A highly sensitive electrocatalytic sensor was designed and fabricated by the incorporation of NiO dope Pt nanostructure hybrid (NiO–Pt–H) as conductive mediator, bis (1,10 phenanthroline) (1,10-phenanthroline-5,6-dione) nickel(II) hexafluorophosphate (B,1,10,P,1,10, PDNiPF6), and electrocatalyst into carbon paste electrode (CPE) matrix for the determination of cysteamine. The NiO–Pt–H was synthesized by one-pot synthesis strategy and characterized by XRD, elemental mapping analysis (MAP), and FESEM methods. The characterization data, which confirmed good purity and spherical shape with a diameter of ⁓ 30.64 nm for the synthesized NiO–Pt–H. NiO–Pt–H/B,1,10, P,1,10, PDNiPF6/CPE, showed an excellent catalytic activity and was used as a powerful tool for the determination of cysteamine in the presence of serotonin. The NiO–Pt–H/B,1,10, P,1,10, PDNiPF6/CPE was able to solve the overlap problem of the two drug signals and was used for the determination of cysteamine and serotonin in concentration ranges of 0.003–200 µM and 0.5–260 µM with detection limits of 0.5 nM and 0.1 µM, using square wave voltammetric method, respectively. The NiO–Pt–H/B,1,10,P,1,10,PDNiPF6/CPE showed a high-performance ability for the determination of cysteamine and serotonin in the drug and pharmaceutical serum samples with the recovery data of 98.1–103.06%.