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0.1 M NaOH碱性溶液（实验室模拟基质，未报道血清、食品等实际样品）。
检测原理
在0.1 M NaOH碱性介质中，NiNWAs表面发生Ni(0)→Ni(II)→Ni(III)转化，形成Ni(OH)2/NiO(OH)氧化还原对。在+0.55 V恒电位下，电极将Ni(II)氧化为Ni(III)；表面Ni(III)作为强氧化剂将葡萄糖氧化为葡萄糖酸内酯，同时自身被还原为Ni(II)。Ni(II)再被电极氧化再生，形成连续电子转移回路，使葡萄糖氧化电子经Ni纳米线阵列传递至玻璃碳电极，产生与葡萄糖浓度成正比的安培电流。纳米线阵列提供高比表面积、快速传质和大量Ni(III)/Ni(II)催化位点，从而放大电流响应；无酶、无核酸或酶催化沉积等额外放大策略。
检测灵敏度
LOD: 1 × 10−7 M (S/N=3)；线性范围: 5.0 × 10−7–7.0 × 10−3 M；灵敏度: 1043 μA mM−1 cm−2；相关系数: 0.998
效应效果
该传感器在+0.55 V、0.1 M NaOH中对1 mM葡萄糖的安培响应几乎不受0.1 mM抗坏血酸（AA）和尿酸（UA）干扰，选择性良好。10个独立制备电极对2 mM葡萄糖的批间RSD为3.5%，单电极10次重复测定RSD为3.4%；室温空气保存65天后响应仅下降7%，长期稳定性较好。与表1所列非酶葡萄糖传感器相比，其灵敏度1043 μA mM−1 cm−2、线性范围0.5 μM–7 mM和检出限0.1 μM均具优势。论文未报道血清、食品等实际样品加标回收率，但作者认为NiNWAs电极有望用于无酶葡萄糖检测。
传感器的构成
- 基底/换能器电极：玻璃碳电极（GC），直径4 mm，作为导电基底和电化学换能器。
- 导电辅助层：溅射铂薄膜（Pt，约30 nm），在模板电沉积中提供导电界面，辅助NiNWAs沉积。
- 制备模板层（去除）：纳米孔聚碳酸酯（PC）膜（0.2 μm，Whatman Anodisc 47），提供有序孔道以定向沉积NiNWAs，随后用氯仿去除。
- 纳米材料修饰层：镍纳米线阵列（NiNWAs），平均直径约250 nm，密度约5×10^8 cm^-2，提供高比表面积和电催化活性。
- 识别/催化界面：Ni(III)/Ni(II)氧化还原位点（NiO(OH)/Ni(OH)2），在碱性介质中催化葡萄糖氧化。
- 电解液介质：0.1 M NaOH，提供碱性反应环境并促进Ni(II)/Ni(III)转化。
中文摘要
本研究首次采用模板导向电沉积策略，以纳米孔聚碳酸酯（PC）膜为模板制备高度有序的镍纳米线阵列（NiNWAs），并用扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）对其形貌进行表征。NiNWAs修饰电极在碱性介质中对葡萄糖的电催化氧化表现出很高的电化学活性，据此构建了一种无酶电化学葡萄糖传感器。该传感器可用于葡萄糖定量检测，线性范围为5.0×10−7至7.0×10−3 M，灵敏度为1043 μA mM−1 cm−2，检出限为1×10−7 M。实验结果表明，该传感器具有良好的重现性和长期稳定性，并对其他可氧化干扰物表现出高选择性，基本不受干扰。
英文摘要
Highly ordered Ni nanowire arrays (NiNWAs) were synthesized for the first time using a template-directed electropolymerization strategy with a nanopore polycarbonate (PC) membrane template, and their morphological characterization were examined by scanning electron microscopy (SEM) and transmission electron microscope (TEM). A NiNWAs based electrode shows very high electrochemical activity for electrocatalytic oxidation of glucose in alkaline medium, which has been utilized as the basis of the fabrication of a nonenzymatic biosensor for electrochemical detection of glucose. The biosensor can be applied to the quantification of glucose with a linear range covering from 5.0x10(-7) to 7.0x10(-3) M, a high sensitivity of 1043 microA mM(-1) cm(-2), and a low detection limit of 1x10(-7) M. The experiment results also showed that the sensor exhibits good reproducibility and long-term stability, as well as high selectivity with no interference from other oxidable species.