组成图示
点击图片查看大图 · 依据论文自动绘制
传感器类型
电化学生物传感器
检测对象
葡萄糖（glucose）、过氧化氢（H2O2）；样品基质：磷酸盐缓冲液（PBS, pH 7.4）含 KCl
检测原理
葡萄糖在固定于 PPD 膜中的 GOD 催化下发生氧化反应，生成 H2O2。H2O2 扩散至 GC/CNT/PB 界面，在 −0.05 V（vs. Ag|AgCl）下被 PB 电催化还原；PB 作为类过氧化物酶，通过 Fe(II)/Fe(III) 氧化还原循环传递电子，CNT 则提高电子传递速率并促进 PB 在导电基底上的自发沉积。PB 沉积由酸性铁氰根溶液解离/还原产生 Fe2+，再与 Fe(CN)6^3− 和 K+ 结合形成。H2O2 还原产生的电子经 CNT/PB 层传至 GC 电极，形成与 H2O2 浓度成正比的安培电流，从而间接反映葡萄糖浓度。PPD 膜限制干扰物接近电极，提高选择性。
检测灵敏度
葡萄糖：LOD: 0.01 mM (S/N=3)；线性范围: 0.1–0.9 mM；灵敏度: 0.102 A M−1 cm−2。H2O2：LOD: 1 μM；线性范围: 10–120 μM；灵敏度: 13.0 μA mM−1 cm−2。
效应效果
该葡萄糖生物传感器在 −0.05 V 下对 0.1 mM 葡萄糖产生 1.95 μA 电流，响应时间小于 2 s。0.1 mM 抗坏血酸（AA）仅产生 0.51 μA 响应，0.1 mM 对乙酰氨基酚（AP）和 0.02 mM 尿酸（UA）引起电流变化小于 2%，抗干扰性良好。4 °C 保存 3 周内响应无显著下降，2 个月后保持初始电流的 70%。与文献 PB 葡萄糖传感器相比，其灵敏度 102 mA M−1 cm−2 高于 GC/Au-MWNT/GOD/Nafion（5.66）、Pt/PB/GA-GOD（43）和 GC/CS/MWNTs/PB/GOD（7.84），作者认为可用于葡萄糖检测。
传感器的构成
- 基底/工作电极：玻碳电极（GC, glassy carbon electrode），提供导电基底与电子换能
- 纳米材料修饰层：多壁碳纳米管（MWCNT/CNT），增强电子传递并促进 PB 成核沉积
- 催化转导层：普鲁士蓝（PB, Prussian blue），自发沉积形成电催化 H2O2 还原活性层
- 固定/抗干扰层：电聚合联苯二胺（PPD, polyphenylenediamine）膜，共固定 GOD 并降低干扰
- 识别元件：葡萄糖氧化酶（GOD, glucose oxidase），催化葡萄糖氧化生成 H2O2
- 信号读出：三电极安培法，在 −0.05 V（vs. Ag|AgCl）检测 H2O2 还原电流
中文摘要
本文报道了一种将普鲁士蓝（PB）颗粒从仅含铁氰根离子的溶液中自发沉积到导电基底上的简便方法，基底包括氧化铟锡（ITO）玻璃、玻碳（GC）圆盘和碳纳米管（CNT）材料。紫外-可见吸收光谱和电化学方法证实了 PB 沉积层的形成，原子力显微镜（AFM）和扫描电子显微镜（SEM）考察了 PB 颗粒的表面形貌。CNT/PB 复合修饰的玻碳电极对过氧化氢（H2O2）还原表现出电催化活性，在 −0.05 V（vs. Ag|AgCl）下具有高灵敏度，可能源于 CNT 与 PB 的协同效应。进一步将 CNT/PB 修饰电极发展为安培法葡萄糖生物传感器。该传感器在 −0.05 V（vs. Ag|AgCl）下对葡萄糖浓度 0.1–0.9 mM 呈线性响应，具有良好的选择性、0.102 A M−1 cm−2 的高灵敏度和 2 s 内的快速响应，信噪比为 3 时检出限约为 0.01 mM。
英文摘要
A simple method has been developed for the spontaneous deposition of Prussian blue (PB) particles from a solution containing only ferricyanide ions onto conducting substrates such as indium tin oxide glass, glassy carbon disk and carbon nanotube (CNT) materials. Formation of PB deposits was confirmed by ultraviolet-visible absorption spectrometry and electrochemical techniques. The surface morphology of the PB particles deposited on the substrates was examined by atomic force microscopy and scanning electron microscopy. CNT/PB composite modified glassy carbon electrodes exhibited an electrocatalytic property for hydrogen peroxide reduction. These modified electrodes exhibited a high sensitivity for electrocatalytic reduction of hydrogen peroxide at -0.05 V (vs. Ag|AgCl), probably due to the synergistic effect of CNT with PB. Then, CNT/PB modified electrodes were further developed as amperometric glucose biosensors. These biosensors offered a linear response to glucose concentration from 0.1 to 0.9 mM with good selectivity, high sensitivity of 0.102 A M-¹ cm-2 and short response time (within 2 s) at a negative operation potential of -0.05 V (vs. Ag|AgCl). The detection limit was estimated to be 0.01 mM at a signal-to-noise ratio of 3.