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：0.01 M pH 7.4 PBS溶液（空气饱和搅拌），文中讨论血清等实际样品中的干扰
检测原理
该传感器以ITO为工作电极，ZnO纳米棒薄膜提供高比表面积和良好生物相容性，GOD通过静电作用固定在其表面。葡萄糖在GOD催化下被氧化为葡萄糖酸-δ-内酯并生成H2O2，同时消耗溶解氧。在-100 mV恒电位下，电极检测溶解氧还原电流；葡萄糖浓度升高时，酶促反应消耗更多O2，稳态电流随之下降。ZnO纳米棒促进GOD活性中心FAD/FADH2与电极间的直接电子转移，Nafion膜允许葡萄糖和O2透过并阻挡UA、AA等阴离子干扰，从而提高选择性。
检测灵敏度
LOD: 3 μM；线性范围: 5 μM–300 μM
效应效果
该传感器响应时间小于5 s，葡萄糖检测重现性良好，15次以上测量RSD约3.0%。在4 ℃ PBS中储存一个月后，响应电流仍保持初始值的90%，UV-vis未检测到280 nm附近明显吸收，说明GOD泄漏可忽略。选择性方面，在含5 μM葡萄糖的PBS中分别加入10 μM尿酸和抗坏血酸，安培响应无显著变化，Nafion膜有效阻挡阴离子干扰。作者认为其灵敏度优于此前报道的ZnO纳米结构葡萄糖传感器，并可用于实际样品检测及构建其他取向纳米棒/纳米线安培生物传感器。
传感器的构成
- 基底/工作电极：ITO玻璃（tin-doped indium oxide, ITO），导电基底与换能器
- 纳米材料修饰层：取向ZnO纳米棒薄膜（aligned ZnO nanorod film），提供高比表面积、生物相容性和静电固定位点
- 识别元件：葡萄糖氧化酶（glucose oxidase, GOD），固定于ZnO纳米棒表面，催化葡萄糖氧化并消耗O2
- 保护层/封闭剂：Nafion膜（0.5% Nafion），涂覆于薄膜表面，保护GOD并阻挡UA、AA等阴离子干扰
中文摘要
本文报道了一种新型安培型葡萄糖生物传感器，基于直接在氧化铟锡（ITO）玻璃上生长的取向氧化锌（ZnO）纳米棒薄膜构建。葡萄糖氧化酶（GOD）通过静电作用固定在ZnO纳米棒表面，在测量过程中保持高催化活性和良好稳定性。ZnO具有生物相容性、低毒性、化学稳定性、电化学活性以及较高等电点等特性，有利于酸性蛋白GOD的固定；表面涂覆的Nafion膜进一步保护酶并阻挡干扰物。该传感器在较宽线性范围内表现出优异分析性能，并具有良好的选择性；实际样品中常与葡萄糖共存的尿酸（UA）和抗坏血酸（AA）干扰可忽略。该方法可用于构建基于取向纳米棒/纳米线薄膜的其他安培型生物传感器。
英文摘要
A novel amperometric glucose biosensor has been fabricated on the basis of aligned ZnO nanorod film grown on ITO directly. Glucose oxidase immobilized on the surface of ZnO nanorods are very stable with highly catalytic activity during the measurements, Because of the novel properties of ZnO, such as biocompatibility, non-toxicity, chemical stability, electrochemical activities and high isoelectric point, and the protection effect of Nifion membrane cast on the surface of the film. This biosensor displays excellent analytical performance over a wide linear range along with good selectivity. Interference from uric acid and ascorbic acid which usually coexist with glucose in practical samples has been found to be negligible. This method may be used to construct other amperometric biosensors using aligned nanorod/nanowire films.