组成图示
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传感器类型
综述或非传感器论文
检测对象
葡萄糖（glucose）、乳酸（lactate）、谷氨酸（glutamate）等代谢物；样品基质：皮下组织间液、血液、脑组织/体内组织液。
检测原理
植入式电化学生物传感器通常以氧化酶（如葡萄糖氧化酶 GOx）为识别元件，代谢物（如葡萄糖）在酶催化下氧化并生成 H2O2；H2O2 在工作电极上发生安培氧化或还原，电流随分析物浓度升高而增大。为降低氧依赖，可采用第二代的氧化还原介质或导电聚合物，以及第三代的纳米材料直接电子转移，使酶 FAD/FADH2 与电极间电子传递更高效。纳米修饰层（CNT、金属纳米粒子、铂化层）可增大比表面积、降低 H2O2 氧化过电位并抑制 AA、UA、AP 等干扰；抗污/限流膜控制 O2 与分析物通量，提高选择性。纳米电极阵列和酶纳米结构可增强信号并降低检出限。
检测灵敏度
LOD: 原文为综述，未报告统一数值；仅提及碳纳米管森林免疫传感器可将 H2O2 检出限降至皮摩尔范围，酶纳米结构使 H2O2 检出限降低两个数量级（原文：10−9 nm of H2O2）。
效应效果
综述指出，植入式传感器主要受生物污损和异物反应影响：生物污损可使葡萄糖通透性降低约 50%，而组织负面反应对葡萄糖传输的影响可高 300–500%。纳米结构表面、抗污膜和 TRM 微球可减轻炎症与纤维包裹。选择性方面，SWNT 葡萄糖传感器在 −0.2 V 下对 5 mM 葡萄糖有响应，而对 0.5 mM AA、UA、AP 基本不响应；纳米修饰可降低 H2O2 氧化过电位并减少干扰。长期稳定性依赖酶固定化，过量未交联 GOx 会缓慢流失导致灵敏度下降。作者认为纳米技术有助于微型化、连续监测和多分析物检测。
传感器的构成
- 基底/换能器电极：Pt 丝、碳纳米纤维、CNT 纳米电极、Si 微加工针状结构（Ti/Pt 工作电极与 Ag/AgCl 参比电极）、Kapton 聚合物薄膜电极，用于电子转导与信号采集。
- 纳米修饰层：铂化纳米粗糙层、Au/Ag/Ru/Ir/Pd 纳米粒子、SWNT/MWNT、纳米多孔 Si/TiO2/C、静电纺丝纳米纤维，用于增大比表面积、增强电催化与电子传递。
- 识别元件：葡萄糖氧化酶（GOx）等氧化酶，催化葡萄糖等代谢物氧化并产生 H2O2 或发生酶促电子转移。
- 氧化还原介质/电子传递层：redox mediators、导电聚合物、纳米材料直接电子转移路径，用于降低氧依赖并传递电子。
- 抗污/限流膜：Nafion、聚氨酯、醋酸纤维素、层状自组装（LBL）聚电解质、PVA 水凝胶、透明质酸、腐殖酸、磷脂酰胆碱聚合物，用于抗生物污损、控制 O2/分析物通量。
- 组织响应调节层：PLGA 微球负载地塞米松、VEGF/PDGF、NO 等 TRM，用于抑制炎症与纤维包裹。
- 信号读出：安培电流或晶体管导通/阈值变化，用于将酶促反应或界面电荷变化转换为电信号。
中文摘要
植入式生物传感器用于连续监测代谢物，是长期受到科学和技术关注的领域。纳米技术作为研究材料纳米尺度特性的学科，正成为提升此类生物传感器性能的重要工具。本文综述植入式生物传感器的研究现状，重点阐述纳米技术与传感器性能之间的协同作用。鉴于电化学检测应用广泛，且纳米技术已在电化学生物传感器的多个性能方面带来显著改进，文章重点讨论电化学检测。最后，讨论纳米材料的毒性与生物相容性问题，以及纳米技术在植入式生物传感器中应用的未来前景。
英文摘要
The development of implantable biosensors for continuous monitoring of metabolites is an area of sustained scientific and technological interests. On the other hand, nanotechnology, a discipline which deals with the properties of materials at the nanoscale, is developing as a potent tool to enhance the performance of these biosensors. This article reviews the current state of implantable biosensors, highlighting the synergy between nanotechnology and sensor performance. Emphasis is placed on the electrochemical method of detection in light of its widespread usage and substantial nanotechnology based improvements in various aspects of electrochemical biosensor performance. Finally, issues regarding toxicity and biocompatibility of nanomaterials, along with future prospects for the application of nanotechnology in implantable biosensors, are discussed.