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：0.1 M PBS（pH 6.5），并考察生理浓度干扰物
检测原理
葡萄糖扩散进入LDHs/CHT复合膜后，被包埋的GOD催化氧化，生成葡萄糖酸内酯和H2O2。H2O2在铂盘电极表面于0.60 V（vs. SCE）发生电化学氧化，释放电子形成安培电流。葡萄糖浓度越高，单位时间内生成的H2O2越多，稳态电流越大，因此电流与葡萄糖浓度呈线性关系。LDHs提供亲水层状微环境和离子交换位点，CHT成膜后降低孔隙、增强黏附并减少酶泄漏，二者协同改善底物传质和酶稳定性。该体系依靠酶催化循环实现信号放大，无需戊二醛交联，响应时间小于5 s。
检测灵敏度
LOD: 0.1 μM；线性范围: 1×10^-6–3×10^-3 M；灵敏度: 62.6 mA M^-1 cm^-2；R^2 = 0.9992
效应效果
该传感器响应时间小于5 s，灵敏度为62.6 mA M^-1 cm^-2，约为纯LDHs/GOD（34.8±0.7 mA M^-1 cm^-2）的1.7倍、纯CHT/GOD（21 mA M^-1 cm^-2）的3倍，并在文献比较中表现出较高灵敏度和较低检出限。表观米氏常数KMapp为22.2 mM，接近游离酶，说明固定化未明显失活。7个电极间RSD为4.8%；150次连续测定1 mM葡萄糖RSD为2.6%；4 ℃保存12天和60天后分别保留90%和70%灵敏度。对生理浓度干扰物选择性较好：谷胱甘肽2 mM干扰0%，尿酸0.5 mM干扰6%。作者认为该平台可用于其他酶传感器。
传感器的构成
- 工作电极：铂盘电极（Pt disk electrode，直径2 mm），作为安培换能器
- 无机修饰层：层状双氢氧化物（LDHs，Zn3Al(OH)8Cl），提供层状亲水微环境和吸附位点
- 有机修饰层：壳聚糖（CHT，MW约1×10^6，脱乙酰度≥90%），成膜并增强生物相容性与黏附
- 识别元件：葡萄糖氧化酶（GOD，EC 1.1.3.4，Type II，108 U/mg），催化葡萄糖氧化
- 信号产物：过氧化氢（H2O2），由GOD催化产生并在电极表面电氧化
- 电解液：0.1 M磷酸盐缓冲液（PBS，pH 6.5），提供离子导电与酶反应环境
- 辅助电极：饱和甘汞电极（SCE）和铂箔电极（Pt foil），构成三电极体系
- 检测仪器：PC-1精密电位计（potentiostat），用于恒电位安培电流读出
中文摘要
本文报道了一种基于层状双氢氧化物（LDHs）/壳聚糖（CHT）复合基质固定化葡萄糖氧化酶（GOD）的高性能安培葡萄糖生物传感器。该复合基质兼具无机与有机材料优点，有利于提高传感器稳定性。该杂化材料兼具无机LDHs的层状结构、亲水性和离子交换特性，以及有机生物聚合物CHT的成膜性、生物相容性和黏附性，可在不使用戊二醛交联剂的情况下将GOD物理包埋于电极表面，并保持酶活性。作者系统优化了LDHs/CHT比例、酶负载量、pH、施加电位和温度等制备与检测条件。在0.1 M磷酸盐缓冲液（pH 6.5）、0.60 V恒电位下，电极对葡萄糖在1×10^-6至3×10^-3 M范围内呈线性响应，灵敏度为62.6 mA M^-1 cm^-2，检出限为0.1 μM（信噪比3）。
英文摘要
This paper aimed at showing the interest of the composite material based on layered double hydroxides (LDHs) and chitosan (CHT) as suitable host matrix likely to immobilize enzyme onto electrode surface for amperometric biosensing application. This hybrid material combined the advantages of inorganic LDHs and organic biopolymer, CHT. Glucose oxidase (GOD) immobilized in the composite material maintained its activity well as the usage of glutaraldehyde was avoided. The process parameters for the fabrication of the enzyme electrode and various experimental variables such as pH, applied potential and temperature, were explored for optimum analytical performance of the enzyme electrode. The enzyme electrode provided a linear response to glucose over a concentration range of 1 x 10(-6) to 3 x 10(-3) M with a high sensitivity of 62.6 mA M(-1) cm(-2) and a detection limit of 0.1 microM based on the signal-to-noise ratio of 3.