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
氧化型谷胱甘肽（GSSG）、还原型谷胱甘肽（GSH）；样品基质：磷酸盐缓冲液标准溶液及人血样品（经 HPLC 分离后）
检测原理
该传感器采用双酶级联反应。氧化型谷胱甘肽（GSSG）先被谷胱甘肽还原酶（GR）催化还原为还原型谷胱甘肽（GSH），同时消耗 NADPH 并生成 NADP+；生成的 GSH 再被硫醇氧化酶（SOX）催化氧化，消耗氧气（O2）并生成过氧化氢。在 −0.7 V 工作电位下，石墨电极通过计时电流法监测 O2 消耗引起的电流密度变化。由于 1 分子 GSSG 可生成 2 分子 GSH，酶级联对信号产生一定放大；谷胱甘肽浓度越高，O2 消耗越多，电流响应越大，从而实现定量检测。
检测灵敏度
线性范围: 0.5–2.0 mM（GSSG）；0.2–1.0 mM（GSH）；HPLC-生物传感器: 0.5–2.0 mM（GSSG）、0.1–0.8 mM（GSH）
效应效果
该传感器对 GSH、GSSG 和 NADPH 的空白测量未观察到非酶干扰。重复性方面，1 mM GSSG 连续 5 次测定为 1.082 ± 0.011 mM，变异系数 1.0%；0.4 mM GSH 为 0.422 ± 0.008 mM，变异系数 1.9%。稳定性方面，工作条件下 3 h 后活性下降 11%，期间完成约 20 次测量。人血样品经 HPLC 分离后采用标准加入法，生物传感器对 GSH 和 GSSG 的加标回收率分别为 105% 和 100%；DAD 参考法回收率为 94% 和 97%。结果表明该双酶电极无需衍生化即可同时检测两种谷胱甘肽，可作为 HPLC 电化学检测器用于血液样品分析。
传感器的构成
- 基底电极：光谱石墨棒（spectrographic graphite rods），抛光后作为工作电极。
- 固定化膜：壳聚糖膜（chitosan membrane），用于共固定 GR 和 SOX。
- 识别催化元件：谷胱甘肽还原酶（GR）与硫醇氧化酶（SOX），分别催化 GSSG 还原和 GSH 氧化。
- 交联稳定剂：戊二醛（glutaraldehyde），处理酶膜以固定酶并提高稳定性。
- 工作介质/辅因子：50 mM 磷酸盐缓冲液（pH 6.5）含 2 μM NADPH，提供反应环境和还原当量。
- 电极与读出：Ag/AgCl 参比电极、Pt 对电极和 Voltalab PGP201 电化学工作站，计时电流法监测 O2 消耗电流。
中文摘要
本研究将谷胱甘肽还原酶（GR）和硫醇氧化酶（SOX）共固定于壳聚糖膜中，并将该膜整合到光谱石墨棒表面，构建了一种用于检测谷胱甘肽的电化学生物传感器。传感器工作原理基于监测酶促反应过程中氧气的消耗量，该消耗量与谷胱甘肽浓度相关。在最优工作条件下，当体系中存在 2 μM 烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸（NADPH）时，氧化型谷胱甘肽（GSSG）在 0.5–2.0 mM、还原型谷胱甘肽（GSH）在 0.2–1.0 mM 范围内，传感器响应与浓度呈线性关系。此外，作者采用高效液相色谱（HPLC）分离还原型和氧化型谷胱甘肽，并考察双酶系统作为电化学检测器用于分析这些化合物。所有数据均以生物传感器与二极管阵列检测器（DAD）两种系统的比较形式给出。
英文摘要
Chitosan membrane with glutathione reductase and sulfhydryl oxidase (SOX) was subsequently integrated onto the surface of spectrographic graphite rods for obtaining a glutathione biosensor. The working principle was based on the monitoring of O(2) consumption that correlates the concentration of glutathione during the enzymatic reaction. A linear relationship between sensor response and concentration was obtained between 0.5 and 2.0 mM for oxidized glutathione (GSSG), and 0.2-1.0 mM for reduced glutathione (GSH) in the presence of 2 microM nicotinamide adenine dinucleotide phosphate (NADPH) under the optimum working conditions. Also, reduced/oxidized glutathione were separated by HPLC and utility of bienzymatic system was investigated as an electrochemical detector for the analysis of these compounds. All data were given as a comparison of two systems: biosensor and diode array detector (DAD).