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
D-葡萄糖（D-glucose）、D-甘露糖（D-mannose）、D-果糖（D-fructose）；样品基质：磷酸盐缓冲液（PBS）溶液
检测原理
该传感器以玻璃碳电极为基底，CS-PDDA-PB纳米粒子和金纳米粒子构成导电修饰层，MPBA通过硫-金键自组装形成识别层。在碱性PBS中，MPBA硼酸基团解离为阴离子，并与葡萄糖、甘露糖或果糖的1,2-或1,3-二醇可逆结合，形成阴离子硼酸酯。糖结合后，电极界面负电荷密度增加，对氧化还原探针[Fe(CN)6]3-/4-产生静电排斥，使其向电极表面扩散和电子转移受阻，还原峰电流降低。以无糖时的还原峰电流ipo与有糖时ipc之差Δip作为响应信号，Δip随糖浓度增加而增大。CS/PDDA稳定PB纳米粒子，Au纳米粒子提供电子转导通道，无需酶催化放大。
检测灵敏度
D-葡萄糖: LOD: 0.026 mM；线性范围: 0.1–1.0 mM 和 1.0–100 mM；Dip = 1.90 + 0.88 logC (r = 0.9994)；Dip = 1.91 + 0.22 logC (r = 0.9977)。D-甘露糖: LOD: 0.059 mM；线性范围: 0.1–0.55 mM 和 0.55–120 mM；Dip = 1.56 + 0.71 logC (r = 0.9997)；Dip = 1.40 + 0.06 logC (r = 0.9960)。D-果糖: LOD: 0.022 mM；线性范围: 0.1–0.5 mM 和 0.5–100 mM；Dip = 2.33 + 0.94 logC (r = 0.9999)；Dip = 2.12 + 0.26 logC (r = 0.9985)。
效应效果
该传感器在优化pH下对三种单糖均呈现良好线性响应，检测限分别为葡萄糖0.026 mM、甘露糖0.059 mM、果糖0.022 mM，线性范围覆盖0.1–100 mM或0.1–120 mM。电极可通过0.1 M PBS（pH 6.0）浸泡15 min再生并重复使用；循环伏安扫描500次后，还原峰电流仍保持初始值的91.2%，表明稳定性良好。文中未报告RSD、实际样品加标回收率、选择性/抗干扰数据，也未与ELISA、HPLC或qPCR等方法进行直接对比。作者认为该自组装电极制备简单、响应灵敏，可用于糖类快速检测。
传感器的构成
- 基底/换能器电极：玻璃碳电极（GC），提供电子转导基底
- 纳米材料修饰层：壳聚糖（CS）-多聚二甲基二烯丙基氯化铵（PDDA）保护的普鲁士蓝（PB）纳米粒子，稳定纳米粒子并提供导电修饰层
- 纳米材料修饰层：金纳米粒子（nano-Au），通过氨基和静电作用组装，形成电子转导通道并固定MPBA
- 识别元件：4-巯基苯硼酸（MPBA）自组装单分子层，通过硫-金键固定，硼酸基团与糖类1,2-或1,3-二醇可逆结合
- 信号标记物：[Fe(CN)6]3-/4-氧化还原探针，其峰电流随界面电荷变化而改变
- 缓冲介质：磷酸盐缓冲液（PBS），控制pH以调节硼酸解离和糖结合
中文摘要
本文制备了一种用于糖类检测的新型安培生物传感器。以玻璃碳电极为基底，先修饰壳聚糖（CS）和多聚二甲基二烯丙基氯化铵（PDDA）保护的普鲁士蓝（PB）纳米粒子，再在其表面组装金纳米粒子（nano-Au），最后通过硫-金键将4-巯基苯硼酸（MPBA）自组装到金纳米粒子表面，构建自组装电极。采用透射电子显微镜（TEM）和紫外-可见吸收光谱表征CS-PDDA-PB纳米粒子，采用循环伏安法（CV）和电化学阻抗谱（EIS）表征自组装电极，并测定MPBA单分子层与糖类结合前后的表面pKa值。该电极基于糖类存在时[Fe(CN)6]3-/4-离子峰电流的变化，对D-葡萄糖、D-甘露糖和D-果糖表现出良好检测性能。
英文摘要
A new amperometric biosensor for the detection of sugars was prepared. A glassy carbon electrode was modified with Prussian blue (PB) nanoparticles protected by chitosan (CS) and poly(diallyldimethylammonium chloride) (PDDA), and then gold nanoparticles were assembled onto the electrode followed by the assembly of 4-mercaptophenylboronic acid (MPBA) onto the surface of gold nanoparticles through a sulfur-Au bond to fabricate a self-assembled biosensor. The PB nanoparticles protected by CS and PDDA were characterized using transmission electron microscopy and UV-vis absorption spectroscopy. The characterization of the self-assembled electrode was investigated by cyclic voltammetry and electrochemical impedance spectroscopy. The pKa values of the MPBA monolayer before and after combining with sugars were determined. The fabricated electrode exhibited excellent performances for determining D(+)-glucose, D(+)-mannose, and D(-)-fructose on the basis of the change in i(p) of the Fe(CN)6(3-/4-) ion in the presence of sugars.