组成图示
点击图片查看大图 · 依据论文自动绘制
传感器类型
电化学生物传感器
检测对象
D-葡萄糖（D-glucose），样品基质为 [bmim][BF4] 离子液体中的葡萄糖标准溶液
检测原理
该传感器以 GOx 作为识别/催化元件，D-葡萄糖进入凝胶后在 GOx 催化下被氧化，生成葡萄糖酸内酯和 H2O2。SQII 作为方酸-铟介体嵌入 p(HEMA)/p(pyrrole) 凝胶中，在 [bmim][BF4] 离子液体介质中促进 H2O2 在低电位发生电化学氧化/电子转移，从而将酶反应产生的化学信号转换为安培电流。p(pyrrole) 导电膜和离子液体提高电子/离子传导，使工作电位降至 +200 mV，减少干扰物氧化。葡萄糖浓度越高，H2O2 生成越多，介导电流越大，因此电流响应与 D-葡萄糖浓度呈线性关系。
检测灵敏度
LOD: 1 × 10^-6 M；线性范围: 0–12 mM；灵敏度: 175.9 mA/M；校准方程: y = 0.1759x；R^2 = 0.9938
效应效果
优化后的 Pt/p(HEMA)/p(pyrrole)/SQII/GOx 电极在 [bmim][BF4] 中工作电位为 +200 mV，响应时间约 10 s，对 D-葡萄糖的灵敏度为 175.9 mA/M，线性范围 0–12 mM，检出限 1×10^-6 M。作者指出，低工作电位可降低干扰物影响，提高实际使用潜力；与报道的类似 +200 至 +300 mV 葡萄糖生物传感器相比，该传感器单位 D-葡萄糖浓度产生的电流高约 20 倍。论文未报告 RSD、长期稳定性或实际样品回收率，但强调方酸介体与离子液体凝胶组合可实现低电位、高电流输出的安培型葡萄糖检测。
传感器的构成
- 基底/换能器电极：铂箔 Pt，经清洗并用 3-aminopropyltrimethoxysilane (c-APS) 硅烷化，提供导电基底与界面固定
- 水凝胶/交联层：羟乙基甲基丙烯酸酯 HEMA 与四乙二醇二丙烯酸酯 TEGDA 在 DMPA 光引发下形成 p(HEMA) 凝胶，包埋酶与介体
- 识别/催化元件：葡萄糖氧化酶 GOx，特异性催化 D-葡萄糖氧化并生成 H2O2
- 导电聚合物层：吡咯 p(pyrrole) 电聚合形成导电膜，促进电子在介体与电极间传递
- 信号介体：SQII（方酸-异亮氨酸甲酯-铟复合物，squarate 2 与 In(OTf)3 配位），降低 H2O2 氧化电位并传递电子
- 离子液体介质：1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐 [bmim][BF4]，作为电解质/溶剂提高电流输出
中文摘要
本文报道了三种新型金属方酸-肽复合物 SQI–SQIII 的合成与结构研究。作者将三氟甲磺酸铟 In(OTf)3 或氯化锌 ZnCl2 分别加入先前报道的 3-(羟甲基氨基)-4-(L-异亮氨酸甲酯)-3-环丁烯-1,2-二酮（squarate 1）和 3-(羟甲基氨基)-2-(L-异亮氨酸甲酯)-4-硫代-2-环丁烯-1-酮（squarate 2），制备得到 SQI–SQIII，并通过 NMR 分析阐明其结构。NMR 证据提示金属离子可能与方酸侧链的两个氮原子配位，不同于传统方酸/羟肟酸中羟基与羰基氧的结合模式，这对基质金属蛋白酶（MMP）抑制剂和电化学介体设计具有启示。进一步电化学研究表明，SQII 作为介体引入 Pt/p(HEMA)/p(pyrrole)/GOx 电极，并以 [bmim][BF4] 离子液体为介质，可构建性能增强的葡萄糖生物传感器，其灵敏度为 175.9 mA/M D-葡萄糖，工作电位 +200 mV，线性范围 0–12 mM，检出限 1×10^-6 M。
英文摘要
Three novel metal squaric acid-peptide complexes, SQI-SQIII were prepared by addition of indium triflate or zinc chloride to the previously reported compounds [1], 3-(hydroxymethylamino)-4-(l-isoleucine methyl ester)-3-cyclobutene-1,2-dione (squarate 1), and 3-(hydroxymethylamino)-2-(l-isoleucine methyl ester)-4-thioxo-2-cyclobuten-1-one (squarate 2). The structures of SQI-SQIII were elucidated using NMR analysis. The electrochemical applications of two of these metal-squaric acid systems (SQI and SQII) were also investigated. Incorporation of SQII as a mediator, in the previously optimized Pt/p(HEMA)/p(pyrrole)/GOx electrode using the ionic liquid [bmim][BF(4)] as the solvent medium, produced a biosensor with enhanced properties, namely a sensitivity of 175.9mA/M d-glucose, working potential of +200mV, large linear range (0-12mM) and a detection limit of 1x10(-6)M.