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 7.0）及稀释人血清
检测原理
传感器以 ITO 为导电基底，Nafion–SiO2 多孔网络提供酶固定微环境并降低脆性，MWNT-g-PANI 作为导电/电催化层。GOx 作为识别元件特异性催化葡萄糖氧化，使葡萄糖在酶活性位点发生氧化反应；MWNT 与 PANI 的协同导电网络加速电子从酶/反应界面传递到 ITO，并在 +0.2 V 下对葡萄糖氧化过程产生电催化放大。随着葡萄糖浓度增加，电极表面氧化电流按比例增大，通过恒电位计时电流法读取稳态电流，从而定量葡萄糖。该体系无需外加电子媒介体，依靠 MWNT-g-PANI 的导电与电催化作用实现低电位、低干扰检测。
检测灵敏度
LOD: 0.1 mM；线性范围: 1–10 mM；灵敏度: 5.01 mA/mM；R = 0.9992；R^2 = 0.9972
效应效果
该传感器对葡萄糖选择性较好：1 mM 抗坏血酸（AA）、尿酸（UA）和对乙酰氨基酚（AP）在 1 mM 葡萄糖下未引起明显干扰。重复性良好，10 次测量 RSD 为 2.2%；人血清标准加入法三次测量 RSD 为 2.9–4.1%，回收率 98.0–105.5%。4 °C PBS 保存 20 天后保留 93% 电流响应。灵敏度 5.01 mA/mM 高于 Nafion/GOx/CNTs（0.33）、silica sol–gel/GOx/CNTs（0.196）、sol–gel/GOx/copolymer（0.6）和 PEDOT/PB/MWNT（2.67 mA/mM），具有血糖检测应用潜力。
传感器的构成
- 基底电极：ITO 玻璃板（ITO-coated glass plate），导电换能基底。
- 无机-有机复合层：Nafion–SiO2 纳米复合层（Nafion 全氟磺酸离子omer + TEOS 溶胶-凝胶 SiO2），形成多孔网络并固定后续组分。
- 导电纳米复合层：MWNT-g-PANI（胺功能化 MWNT-NH2 接枝 PANI），提供电子转导与电催化氧化。
- 识别元件：葡萄糖氧化酶 GOx，滴涂固定于复合层表面，催化葡萄糖氧化。
- 信号放大元件：MWNT-g-PANI 的协同导电/电催化作用，无外加标记物，放大葡萄糖氧化电流。
中文摘要
本文报道了一种基于聚苯胺接枝多壁碳纳米管/全氟磺酸离子omer–二氧化硅纳米复合物的电化学生物传感器。首先通过 TEOS 在 Nafion 溶液中原位缩合形成 Nafion–SiO2 纳米复合网络，随后将胺功能化多壁碳纳米管接枝聚苯胺（MWNT-g-PANI）负载到 Nafion–SiO2 中，最后将葡萄糖氧化酶（GOx）固定于该复合膜上，构建 ITO/Nafion–SiO2/MWNT-g-PANI/GOx 葡萄糖传感器。场发射扫描电镜显示复合膜中存在 250 nm–1 μm 的球形 SiO2 颗粒和管状 MWNT-g-PANI。循环伏安与计时电流测试表明，该传感器对葡萄糖在 1–10 mM 范围内呈线性响应，相关系数 0.9972，灵敏度 5.01 mA/mM，响应时间约 6 s，重复性 RSD 为 2.2%，并具有良好长期稳定性。SiO2 网络与 MWNT-g-PANI 的协同作用提高了葡萄糖电化学检测性能。
英文摘要
A glucose biosensor was fabricated with loading of glucose oxidase (GOx) into a new organic-inorganic hybrid nanocomposite. The preparation involves formation of silica network into a Nafion (perfluorosulfonate ionomer) and subsequent loading of polyaniline grafted multiwalled carbon nanotubes (MWNT-g-PANI) onto Nafion-silica nanocomposite. Field emission scanning electron microscopy (FE-SEM) of Nafion-silica/MWNT-g-PANI composite reveals the presence of spherical silica particles (sizes in the range 250 nm-1 microm) and tubular MWNT-g-PANI particles. Chronoamperometry and cyclic voltammetry were used to evaluate the performance of biosensor towards glucose. The Nafion-silica/MWCNT-g-PANI/GOx biosensor exhibited a linear response to glucose in the concentration range of 1-10 mm with a correlation coefficient of 0.9972, good sensitivity (5.01 microA/mm), a low response time (approximately 6s), repeatability (R.S.D value of 2.2%) and along-term stability. The presence of silica network within Nafion and MWNT-g-PANI synergistically contributes to the performance of the biosensor towards the electrochemical detection of glucose.