组成图示
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传感器类型
全细胞生物传感器
检测对象
葡萄糖（glucose）、乙醇（ethanol）；样品基质为50 mM磷酸钾缓冲液（pH 7.0/7.5），非实际生物或食品样品。
检测原理
该传感器以完整细菌细胞为识别元件。当葡萄糖或乙醇进入电极表面时，被固定于SNS(NO2)导电聚合物上的G. oxydans或P. fluorescens细胞通过呼吸代谢氧化底物，并消耗反应液中的溶解氧。在固定电位-0.7 V下，溶解氧在石墨/导电聚合物界面发生还原，产生与氧消耗速率相关的电流密度。底物浓度升高时，细胞代谢耗氧速率增加，氧还原电流随之增大；当底物过量或细胞代谢达到饱和时，电流趋于平台。导电聚合物主要提供电子传导和细胞固定，透析膜防止细胞泄漏，因此信号变化直接反映底物代谢活性，无需外加酶或标记物。
检测灵敏度
线性范围: 0.25–4.0 mM（G. oxydans/葡萄糖）；线性范围: 0.2–1.0 mM（P. fluorescens/葡萄糖）；线性范围: 0.1–5.0 mM（G. oxydans/乙醇）；G. oxydans/葡萄糖: y=0.359x+0.420, R^2=0.985；P. fluorescens/葡萄糖: y=3.241x−0.251, R^2=0.992；G. oxydans/乙醇: y=0.163x+0.425, R^2=0.978。（x单位mM，y单位μA/cm2）
效应效果
在优化条件下，两种传感器对葡萄糖均呈线性，高浓度时电流饱和。重复性方面，0.8 mM葡萄糖下G. oxydans传感器响应为0.815±0.034 μA/cm2，CV为4.2%；P. fluorescens传感器响应为0.539±0.006 μA/cm2，CV为1.0%。操作稳定性方面，G. oxydans体系5 h后活性仅下降6.0%，P. fluorescens体系3.5 h后下降3.0%。底物选择性方面，G. oxydans传感器仅对乙醇有显著响应，对甘露糖、半乳糖、木糖和甲醇无响应；P. fluorescens传感器对半乳糖和木糖有响应，对甘露糖、甲醇和乙醇无响应。作者认为该SNS(NO2)导电聚合物平台制备简单、固定效果好，可用于葡萄糖和乙醇分析，并可能拓展至微生物燃料电池或酚类降解研究。
传感器的构成
- 基底/换能器电极：光谱级石墨棒（Ringsdorff RW001，直径3.05 mm，孔隙率13%），作为工作电极和电子转导基底。
- 导电聚合物修饰层：poly(1-(4-nitrophenyl)-2,5-di(2-thienyl)-1H-pyrrole)（SNS(NO2)），在0.0–1.1 V、0.1 M NaClO4或LiClO4/乙腈中电聚合，提供导电固定平台。
- 识别/生物元件：完整Gluconobacter oxydans DSM 2343或Pseudomonas fluorescens（P. putida DSM 6521）细胞，吸附于聚合物表面，代谢底物并消耗氧。
- 隔离/保护层：透析纤维素膜（25 mm×16 mm），覆盖电极表面，防止细胞泄漏并维持生物活性界面。
- 固定件：硅橡胶O-ring，压紧透析膜，固定传感器结构。
- 反应介质：50 mM磷酸钾缓冲液（G. oxydans pH 7.0；P. fluorescens pH 7.5），提供离子环境并溶解底物。
- 电化学测量体系：Ag/AgCl参比电极和Pt对电极，在-0.7 V下监测氧消耗电流。
中文摘要
本文报道了一种基于导电聚合物固定完整微生物细胞的新型生物传感器。作者通过循环伏安法在石墨电极上电聚合1-(4-硝基苯基)-2,5-双(2-噻吩基)-1H-吡咯，得到poly(1-(4-nitrophenyl)-2,5-di(2-thienyl)-1H-pyrrole)（SNS(NO2)）修饰层，并将Gluconobacter oxydans和Pseudomonas fluorescens完整细胞吸附固定于该导电基质表面，再用透析膜覆盖以防止细胞泄漏。传感器响应基于细胞在底物存在下的呼吸代谢活性：在-0.7 V下监测溶解氧消耗引起的电流变化。以葡萄糖为底物进行优化和分析表征，考察了电聚合时间、pH和细胞量等因素。结果表明，G. oxydans传感器在0.25–4.0 mM葡萄糖范围内线性，P. fluorescens传感器在0.2–1.0 mM范围内线性，体系具有较好的线性、重复性和操作稳定性。
英文摘要
Two types of bacterial biosensor were constructed by immobilization of Gluconobacter oxydans and Pseudomonas fluorescens cells on graphite electrodes modified with the conducting polymer; poly(1-(4-nitrophenyl)-2,5-di(2-thienyl)-1 H-pyrrole) [SNS(NO(2))]. The measurement was based on the respiratory activity of cells estimated by the oxygen consumption at -0.7 V due to the metabolic activity in the presence of substrate. As well as analytical characterization, the linear detection ranges, effects of electropolymerization time, pH and cell amount were examined by using glucose as the substrate. The linear relationships were observed in the range of 0.25-4.0 mM and 0.2-1.0 mM for G. oxydans and P. fluorescens based sensors, respectively.