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
乙醇（ethanol）、葡萄糖（glucose）；样品基质：磷酸盐缓冲液（pH 7.0, 50 mM），文中提及可应用于血液、呼气及食品/饮料发酵液
检测原理
乙醇和葡萄糖分别与固定在电极上的醇氧化酶（AOX）和葡萄糖氧化酶（GOX）发生特异性催化反应：AOX将乙醇氧化为乙醛，GOX将葡萄糖氧化为葡萄糖酸内酯，同时酶被还原。还原态酶将电子传递给四硫富瓦烯阳离子（TTF+），使其还原为TTF，从而降低TTF+在金电极上的还原电流。在固定电位（约+0.1 V vs. Ag/AgCl）下监测电流下降，下降量随乙醇或葡萄糖浓度增加而增大，并在一定范围内呈线性。该体系无额外信号放大，主要依赖酶催化与介体电子传递实现检测。
检测灵敏度
LOD: 乙醇 0.75 mM；葡萄糖 0.03 mM；线性范围: 葡萄糖 0.1–1.0 mM；乙醇 1.0–10.0 mM
效应效果
传感器对乙醇和葡萄糖均具选择性：葡萄糖通道中果糖、半乳糖、麦芽糖、柠檬酸、尿酸响应分别为40%、69%、36%、7%、8%；乙醇通道中甲醇、丙醇、丁醇、抗坏血酸、尿酸响应为94%、38%、25%、20%、16%。混合干扰下响应多在87%–158%。重现性：5.0 mM乙醇CV 4.98%（n=6），0.5 mM葡萄糖CV 1.82%（n=7）。4℃保存10天保留约50%初始信号。与文献相比，葡萄糖检测限更低，乙醇线性范围较窄但制备简便、成本低，并可同时检测乙醇与葡萄糖。
传感器的构成
- 基底/换能器电极：金盘电极（AuE，2 mm直径），作为工作电极提供电子转导与电流读出
- 自组装单分子层：半胱胺（cysteamine，Cys，100 mM，15 h）在金表面形成Au-Cys SAM，提供氨基用于后续固定
- 介体层：四硫富瓦烯（TTF，0.4 M）沉积于Cys修饰金电极，作为电子介体传递酶反应电子
- 识别/催化元件：醇氧化酶（AOX）和葡萄糖氧化酶（GOX，各0.5 mg/mL）共固定，分别催化乙醇和葡萄糖氧化
- 交联固定层：戊二醛（glutaraldehyde，25%）交联固定TTF与酶，形成稳定生物活性层
中文摘要
本研究开发了一种基于醇氧化酶（AOX）和葡萄糖氧化酶（GOX）共固定的双酶生物传感器，用于选择性测定乙醇和葡萄糖。传感器以金盘电极为基底，通过半胱胺在金表面形成自组装单分子层（SAM），并将四硫富瓦烯（TTF）介体与两种酶共同固定于电极表面；戊二醛作为交联剂用于稳定生物活性层。检测时，在TTF+的还原电位（约0.1 V vs. Ag/AgCl）下监测电流变化，乙醇和葡萄糖的安培响应降低值分别与其浓度在1.0–10 mM和0.1–1.0 mM范围内呈线性关系。该传感器对乙醇和葡萄糖的检出限分别为0.75 mM和0.03 mM。研究还优化了pH、温度、酶用量、TTF浓度及SAM形成时间等参数，确定了最佳工作条件。
英文摘要
The aim of this project was to develop a bienzymic biosensor, which was based on co-immobilization of alcohol oxidase and glucose oxidase on the same electrode by formation of self-assembled monolayer (SAM) for selective determination of ethanol and glucose. In the biosensor construction the enzymes and the mediator, tetrathiafulvalene (TTF), were immobilized with cross-linking agents glutaraldehyde and cysteamine by forming a self-assembled monolayer (SAM) on a gold disc electrode. Amounts of ethanol and glucose were amperometrically detected by monitoring current values at reduction potential of TTF(+), 0.1V. Decreases in biosensor responses were linearly related to glucose concentrations between 0.1 and 1.0 mM and ethanol concentrations between 1.0 and 10 mM. Limits of detection of the biosensor for ethanol and glucose were calculated to be 0.75 and 0.03 mM, respectively. In the optimization studies of the biosensor some parameters such as optimum pH, optimum temperature, enzyme amount, effect of TTF concentration and duration of SAM formation were investigated.