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：磷酸盐缓冲液（PBS）、人血浆加标样品
检测原理
葡萄糖氧化酶（GOD）作为识别元件，催化葡萄糖氧化并生成过氧化氢（H2O2）。生成的 H2O2 在铂纳米颗粒（Pt NPs）与功能化石墨烯片（FGS）构成的复合界面发生电催化氧化。FGS 提供大比表面积、良好导电性和快速电子转移通道，Pt NPs 降低 H2O2 氧化过电位，二者协同增强阳极电流。在 +0.4 V 恒定电位下，H2O2 氧化产生的电流随葡萄糖浓度升高而增大，从而实现安培信号读出。该体系无需外源标记物，依靠酶促反应与纳米复合膜电催化协同放大信号。
检测灵敏度
LOD: 0.6 μM；线性范围: sub-μM to 5 mM
效应效果
该传感器对 15 μM 葡萄糖的五个电极相对标准偏差（RSD）为 6%，表明重现性良好。长期稳定性测试中，酶在保存第一周保持 86% 活性，第二周保持 75%。在接近生理流体浓度的抗坏血酸和尿酸存在下，干扰信号可忽略，显示良好选择性。人血浆加标样品回收率为 101%，验证了实际样品检测能力。与 Pt/Pb 合金纳米颗粒/碳纳米管传感器（LOD 7 μM）和 Pt 纳米线/碳纳米管传感器（LOD 3 μM）相比，本传感器 LOD 更低。作者认为该复合膜传感器具有临床诊断和居家快速监测血糖的应用潜力。
传感器的构成
- 基底/换能器电极：玻璃碳电极（GCE），直径 3 mm，作为工作电极和电子传导基底
- 纳米材料修饰层：功能化石墨烯片（FGS）/壳聚糖（chitosan）复合膜，FGS 提供大比表面积、导电性和生物相容性，壳聚糖辅助分散与成膜
- 电催化修饰层：铂纳米颗粒（Pt NPs），在 FGS/chitosan/GCE 上恒电位电沉积，降低 H2O2 氧化过电位并增强电催化
- 识别元件：葡萄糖氧化酶（GOD），固定于 Pt/FGS/chitosan/GCE，催化葡萄糖氧化生成 H2O2
- 固定/成膜剂：壳聚糖（chitosan），用于分散 FGS 和固定 GOD，形成生物纳米复合膜
- 信号中间体：过氧化氢（H2O2），酶促产物，在 Pt/FGS 界面发生电催化氧化产生电流
- 检测介质：磷酸盐缓冲液（PBS，0.01 M），用于安培检测
中文摘要
本文报道了一种用于葡萄糖检测的生物纳米复合膜，其由葡萄糖氧化酶（GOD）、铂纳米颗粒（Pt NPs）、功能化石墨烯片（FGS）和壳聚糖（chitosan）组成，记为 GOD/Pt/FGS/chitosan。该膜先以壳聚糖分散 FGS 并涂覆于玻璃碳电极（GCE）表面，再恒电位电沉积 Pt NPs，最后固定 GOD。由于 FGS 与 Pt NPs 对过氧化氢（H2O2）具有协同电催化作用，传感器在 +0.4 V 安培检测下对葡萄糖表现出高灵敏度，检出限为 0.6 μM。该传感器还具有良好重现性、长期稳定性，且抗坏血酸和尿酸的干扰可忽略。石墨烯的大比表面积和优良导电性表明其可作为潜在传感材料，该复合葡萄糖传感器为临床诊断和即时检测应用提供了新途径。
英文摘要
The bionanocomposite film consisting of glucose oxidase/Pt/functional graphene sheets/chitosan (GOD/Pt/FGS/chitosan) for glucose sensing is described. With the electrocatalytic synergy of FGS and Pt nanoparticles to hydrogen peroxide, a sensitive biosensor with a detection limit of 0.6 microM glucose was achieved. The biosensor also has good reproducibility, long-term stability and negligible interfering signals from ascorbic acid and uric acid comparing with the response to glucose. The large surface area and good electrical conductivity of graphene suggests that graphene is a potential candidate as a sensor material. The hybrid nanocomposite glucose sensor provides new opportunity for clinical diagnosis and point-of-care applications.