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
NADH（NADH）、乙醇（ethanol）；样品基质：0.1 M pH 7.5 磷酸盐缓冲液（PBS）
检测原理
该传感器以 GCE 为基底，SWNT 与 PBCB 通过 π-π 作用形成三维纳米复合。PBCB 作为氧化还原介体，在 0 V 附近发生可逆氧化还原。直接检测 NADH 时，NADH 被 PBCB(ox) 氧化为 NAD+，PBCB 被还原为 PBCB(red)，随后 PBCB(red) 在电极表面再氧化再生，电子经 SWNT 传至 GCE，安培电流随 NADH 浓度线性增大。乙醇检测时，固定化 ADH 催化乙醇氧化，NAD+ 被还原生成 NADH，NADH 再经 PBCB 介体循环氧化，使电流随乙醇浓度增加。SWNT 增强导电与传质，PBCB 共价交联提高稳定性，降低过电位并抑制电极污染。
检测灵敏度
NADH: LOD: 1.0 μM (S/N = 3)；线性范围: 3.0–104.2 μM（摘要）/3.0–104 μM（正文）；灵敏度: 9.89 nA (μM)^-1（摘要）/9.88 nA (μM)^-1（正文）；R = 0.99983。乙醇: LOD: 0.1 mM (S/N = 3)；线性范围: 0.4–2.4 mM。
效应效果
NADH 电极 5 s 内达稳态；100 倍 DA、UA 无干扰，100 倍 AA 有干扰。浸泡 1 h 后 2.0 mM NADH 电流保持 95%，连续搅拌 7.0×10^-4 M NADH 1200 s 后保持 90%；5 次 2.0 μM NADH 测定 RSD<3.7%。乙醇传感器 KMapp 2.3 mM，低于文献 6.30、5.0 mM；LOD 0.1 mM 高于部分文献 5.0–90 μM；30 d 后保留>80% 响应，5 个传感器对 1.0 mM 乙醇 RSD 3.9%。作者认为可用于脱氢酶传感器、生物燃料电池阳极等。
传感器的构成
- 基底电极：玻璃碳电极（GCE），经抛光和电化学清洗，作为工作电极与电子传导基底
- 纳米修饰层：单壁碳纳米管（SWNT），滴涂于 GCE 表面，增强导电性并促进 NADH 电催化
- 介体修饰层：聚亮绿精蓝（PBCB），由亮绿精蓝（BCB）电聚合形成，作为氧化还原介体催化 NADH 氧化
- 识别元件：乙醇脱氢酶（ADH），固定化后催化乙醇氧化并生成 NADH
- 固定化基质：卡拉胶（carrageenan）水凝胶，与 DMF 混合后包埋 ADH，保持酶活性
- 溶液辅因子：NAD+，加入 PBS 中参与 ADH 催化乙醇氧化并生成 NADH
- 信号读出：CHI 812B 电化学分析仪，三电极体系在 0 V 恒电位安培检测电流
中文摘要
本文采用简单方法制备了聚亮绿精蓝（PBCB）修饰单壁碳纳米管（SWNT）的玻璃碳电极（GCE），用于促进 NADH 的电催化检测。在该化学修饰电极上，NADH 可在中性磷酸盐缓冲液中于 0 V（vs. SCE）进行测定。安培检测具有较宽的电流-浓度线性范围（3.0–104.2 μM）、快速响应时间（5 s 内）、高灵敏度（9.89 nA μM^-1）和低检出限（1.0 μM，S/N=3）；在 100 倍过量多巴胺或尿酸存在下未观察到干扰。利用该纳米复合修饰电极，以卡拉胶固定乙醇脱氢酶（ADH），制备了乙醇生物传感器，乙醇浓度在 0.4–2.4 mM 范围内呈线性响应，检出限约为 0.1 mM（S/N=3）。PBCB/SWNT 纳米复合电极的分析性能有望用于新型生物传感器、生物燃料电池及其他生物电化学器件的开发。
英文摘要
A single walled-carbon nanotube (SWNT) modified with poly brilliant cresyl blue (PBCB) glassy carbon electrode has been fabricated by a simple, method in order to facilitate electrocatalytic detection of NADH. At this chemically modified electrode, NADH was determined in neutral phosphate buffer solution at 0V (vs. SCE). The amperometric detection provided a wide linear current vs. concentration range (3.0-104.2 microM), a fast response time (within 5s), high sensitivity [9.89nA (muM)(-1)] and a low detection limit (1.0 microM, S/N=3). No interference was observed with a 100-fold excess of dopamine or uric acid. An ethanol biosensor also was developed using the nanocomposite modified electrode, by immobilizing ethanol dehydrogenase with carrageenan. In this case a linear ethanol concentration response was achieved in the range from 0.4 to 2.4mM and the detection limit was estimated to be 0.1mM (S/N=3). The analytical performance achieved with the of the PBCB/SWNT nanocomposite electrode is expected to the development of novel biosensors, biofuel cells, and other bioelectrochemical devices.