组成图示
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传感器类型
电化学生物传感器
检测对象
葡萄糖（glucose），样品基质为磷酸盐缓冲液（PBS, pH 6.8）
检测原理
葡萄糖进入传感器表面后，被固定在多层膜中的葡萄糖氧化酶（GOx）识别并催化氧化，生成葡萄糖酸和过氧化氢。该体系不依赖外加电子媒介体，GOx 活性中心的电子通过 Au NPs、PANI(SH) 和 MWNTs 构成的导电网络直接传递到 ITO 电极，形成直接电子转移（DET）。在 +0.40 V 恒电位下，催化反应产生的电子流被转换为安培电流；葡萄糖浓度越高，单位时间内催化电子转移量越大，电流响应越强。LbL 多层结构增加 GOx 负载量并改善酶取向，使电流与葡萄糖浓度在 1–9 mM 范围内呈线性关系。
检测灵敏度
LOD: 0.06 μM (S/N = 3)；线性范围: 1–9 mM；灵敏度: 3.97 μA/mM；R^2 = 0.9957
效应效果
该传感器响应时间约 8 s，灵敏度随层数增加：n=1 为 0.11 μA/μM，n=5 为 1.25 μA/mM，n=10 为 3.97 μA/mM，高于壳聚糖/MWNT/GOx（0.45 μA/mM）和 MWNT/Au NPs/GOx（2.527 μA/mM）。检出限 0.06 μM 低于 21 μM、6.7 μM 和 7.0 μM 的对比体系。4 mM 葡萄糖响应在 4 ℃ 保存 3 周后保留 97%，重现性 RSD 为 2.94%（n=5）。0.1 mM 抗坏血酸、0.5 mM 尿酸和 0.1 mM 对乙酰氨基酚无明显干扰，GOx 10 天内无明显泄漏。
传感器的构成
- 基底/换能器电极：氧化铟锡（ITO）玻璃板，作为导电工作电极
- 纳米材料修饰层：胺功能化多壁碳纳米管（MWNT-NH2），滴涂于 ITO 表面，提供导电通道和负载位点
- 导电聚合物修饰层：巯基功能化聚苯胺（PANI(SH)），由苯胺和 4-氨基硫酚（4-ATP）在 MWNT 表面电聚合接枝，提供 -SH 锚定位点和正电荷
- 金属纳米粒修饰层：金纳米粒（Au NPs），电沉积于 PANI(SH) 上，通过 -SH 锚定，增强电子转移
- 识别元件：葡萄糖氧化酶（GOx），通过静电作用固定在带正电的 Au-(SH)PANI-g-MWNT 层上，催化葡萄糖氧化
中文摘要
本文报道了一种基于层层自组装（LbL）膜的葡萄糖生物传感器。该传感器以氧化铟锡（ITO）为基底，将多壁碳纳米管（MWNTs）、金纳米粒（Au NPs）和巯基功能化聚苯胺（PANI(SH)）组成纳米复合层，并与葡萄糖氧化酶（GOx）交替沉积形成多层膜。UV–可见光谱证实多层膜成功形成。纳米复合层中的 MWNTs、Au NPs 和 PANI(SH) 共同构成从 GOx 到电极的有效电子转移通道，使 {GOx/Au-(SH)PANI-g-MWNT}n/ITO 电极表现出较高的电子转移速率常数（27.84 s−1）。该传感器在 1–9 mM 葡萄糖范围内具有良好线性，灵敏度为 3.97 μA/mM，检出限低至 0.06 μM，可用于葡萄糖的电化学检测。
英文摘要
Layer-by-layer (LbL) film based glucose biosensor was fabricated with alternative layers of a nanocomposite (comprising of multiwalled carbon nanotubes (MWNTs), Au nanoparticles (Au NPs) and thiol functionalized polyaniline (PANI(SH)) and glucose oxidase (GOx). The successful formation of multilayers was confirmed by UV-visible spectroscopy. The components in the nanocomposite provide adequate electron transfer path between GOx and the electrode. A high value for the rate constant of electron transfer process (27.84 s(-1)) was observed at [GOx/Au-(SH)PANI-g-MWNT](n)/ITO electrode. The [GOx/Au-(SH)PANI-g-MWNT](n) biosensor exhibited high sensitivity (3.97 microA/mM) for the detection of glucose over a concentration range of 1-9 mM with a low detection limit of 0.06 microM.