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：小牛血清（calf serum）/血清
检测原理
葡萄糖进入流动池后，在固定于电极表面的葡萄糖脱氢酶（GDH）催化下，以NAD+为电子受体被氧化为葡萄糖内酯，同时NAD+被还原为NADH。NADH随后可化学还原Meldola's Blue–Reinecke salt（MBRS）中的氧化态Meldola's Blue（MB ox）为还原态MB red。MB red在丝网印刷碳电极（SPCE）表面于+0.05 V（vs. Ag/AgCl）发生电化学氧化，将电子传递给电极，产生与NADH生成速率成正比的安培电流。由于葡萄糖浓度越高，GDH/NAD+循环产生的NADH越多，电流响应越大。低电位工作可抑制血清中其他可氧化物的直接氧化，MBRS低溶解性有助于保持电催化剂稳定。
检测灵敏度
LOD: 0.075 mM；线性范围: 0.075–30 mM；灵敏度: 0.051 μA mM^-1（拟合斜率: 0.0513 μA mM^-1）；R^2 = 0.9942
效应效果
该体系在+0.05 V低电位工作，可显著降低天然化合物直接氧化干扰；GDH/NAD+体系对常见糖类干扰较低。稳定性方面，含稳定剂Q2030317P48的传感器在37 ℃、15%湿度下至少保持240 d活性，25 ℃下可稳定约355 d。重现性方面，5 mM葡萄糖20次重复进样CV为3.9%（结论中记为3.8%）。实际样品中，未预处理小牛血清7次进样测得葡萄糖均值5.24 mM，标准差0.51 mM，CV 9.80%，接近供应商标称5.828 mM。作者认为该低成本丝网印刷流动注射系统适合临床葡萄糖高通量分析。
传感器的构成
- 基底/换能器电极：氧化铝基底（alumina substrate）上丝网印刷碳工作电极（SPCE）及Ag/AgCl参比/对电极，提供导电与电化学换能。
- 电催化修饰层：Meldola's Blue–Reinecke salt（MBRS）复合粉掺入碳墨（2% MBRS）丝网印刷于SPCE，电催化氧化NADH并降低过电位。
- 识别/酶层：葡萄糖脱氢酶（GDH，Bacillus sp.，10 U）与辅酶NAD+（225 μg）沉积于MBRS-SPCE表面，催化葡萄糖氧化生成NADH。
- 交联/稳定层：戊二醛（glutaraldehyde，15 μg）与稳定剂（stabilizer，152 μg，优选Q2030317P48）固定酶/辅酶并提高储存稳定性。
- 选择性膜：醋酸纤维素（cellulose acetate，2% in acetone，15 μL）涂覆于传感器顶部，作为选择性膜并防止MB溶出。
- 流动注射检测单元：商用薄层安培流动池（thin-layer amperometric flow cell）与65 μL进样环，实现样品输送与安培检测。
中文摘要
本文报道了一种用于血清中葡萄糖测定的生物传感器。该传感器以丝网印刷碳电极为基底，修饰Meldola's Blue–Reinecke salt（MBRS）作为电催化剂，并在其表面固定葡萄糖脱氢酶（GDH，来自Bacillus sp.）和辅酶烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（NAD+），顶部沉积醋酸纤维素层作为选择性膜。传感器被集成到商用薄层安培流动池中，在相对于Ag/AgCl +0.05 V的低电位下工作；流动相为含0.1 M KCl的0.2 M磷酸盐缓冲液（pH 7.0），流速0.8 mL/min。葡萄糖在GDH和NAD+作用下氧化生成NADH，NADH还原MBRS中的Meldola's Blue，后者在电极表面发生电催化氧化产生安培电流。该体系对葡萄糖在0.075–30 mM范围内呈线性响应，检出限为0.075 mM；对5 mM葡萄糖标准液进行20次重复进样，变异系数为3.9%。结果表明，该生物传感器无需预处理即可直接测定血清中的葡萄糖，具有低成本、高通量临床分析应用潜力。
英文摘要
A biosensor for the measurement of glucose in serum has been developed, based on a screen-printed carbon electrode modified with Meldola's Blue-Reinecke salt, coated with the enzyme glucose dehydrogenase (from Bacillus sp.), and nicotinamide adenine dinucleotide coenzyme (NAD+). A cellulose acetate layer was deposited on top of the device to act as a permselective membrane. The biosensor was incorporated into a commercially available, thin-layer, amperometric flow cell operated at a potential of only +0.05 V versus Ag/AgCl. The mobile phase consisted of 0.2 M phosphate buffer (pH 7.0) containing 0.1 M potassium chloride solution, and a flow rate of 0.8 ml min(-1) was used throughout the investigation. The biosensor response was linear over the range of 0.075-30 mM glucose, with the former representing the detection limit. The precision of the system was determined by carrying out 20 repeat injections of a 5-mM glucose standard, and the calculated coefficient of variation was 3.9%. It was demonstrated that this biosensor system could be applied to the direct measurement of glucose in serum without pretreatment. Therefore, this would allow high-throughput analysis, at low cost, for this clinically important analyte.