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
葡萄糖（glucose）；样品基质：pH 7.4磷酸盐缓冲液（PBS）、稀释人血清
检测原理
葡萄糖氧化酶（GOx）通过戊二醛交联固定于ZnO纳米棒/Au纳米晶（ZnO/Au）复合层中，葡萄糖扩散进入酶层后被GOx特异性催化氧化。ZnO纳米棒提供高比表面积、生物相容性和导电通道，表面Au纳米晶降低电子传递电阻并促进酶活性中心与电极间的电子通信，形成无外加介质的电催化/直接电子传递界面。在+0.55 V工作电位下，葡萄糖催化氧化过程在电极表面产生与葡萄糖浓度成正比的安培电流，电流随葡萄糖浓度增加而增大。Nafion层限制酶泄漏并阻挡干扰物。该传感器未采用HCR、RCA或CRISPR-Cas等核酸放大策略，主要依靠纳米复合材料的电子传递增强和酶催化放大。
检测灵敏度
LOD: 10 nM (S/N = 3)；线性范围: 0.1–33.0 μM (R2 = 0.9956)；灵敏度: 1492 μA/mM/cm2；线性方程: I(μA)=0.8141+0.0669 C(μM)；KappM = 0.41 mM
效应效果
在0.01 mM葡萄糖检测中，0.1 mM尿酸（UA）、L-半胱氨酸（l-cys）、谷氨酸（GA）和抗坏血酸（AA）均无明显干扰，选择性良好。校准曲线平均RSD为2.2%（n = 10），不同电极重现性RSD为3.8%（n = 10），响应时间小于5 s。4 ℃保存3个月后保留约90%初始活性。稀释人血清标准加入法回收率为96–104%，RSDav = 1.3%（n = 6）。与ZnO纳米棒修饰电极（LOD 3 μM）和金纳米粒子修饰电极（LOD 3.5 mM）相比，本传感器LOD降至10 nM，灵敏度1492 μA/mM/cm2，适合临床血糖检测。
传感器的构成
- 基底电极：玻璃碳电极（GCE），经预处理后作为导电基底与换能器。
- 纳米复合修饰层：ZnO纳米棒/Au纳米晶杂交纳米复合材料（ZnO/Au），Au纳米晶生长在ZnO纳米棒表面，提供导电网络、电子传递和生物相容性。
- 识别元件：葡萄糖氧化酶（GOx），特异性识别并催化葡萄糖。
- 交联固定剂：戊二醛（GA，2.5%），与GOx交联，将酶固定于ZnO/Au复合基质中。
- 封闭/防漏层：Nafion（0.5%），涂覆于电极表面，防止酶泄漏并减少污染。
- 反应介质：pH 7.4磷酸盐缓冲液（PBS），维持酶活性与电化学测试环境。
- 信号产生：无外加标记物或介质，依赖GOx催化氧化与ZnO/Au电子传递产生安培信号。
中文摘要
通过简单水热法合成了ZnO纳米棒/Au纳米晶杂交纳米复合材料（ZnO/Au），其中Au纳米晶生长在ZnO纳米棒表面。采用X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）对其形貌与结构进行表征。该复合材料具有良好的电子传递能力和生物相容性。以戊二醛和Nafion交联固定葡萄糖氧化酶（GOx）于ZnO/Au复合基质中，构建了葡萄糖生物传感器。在pH 7.4磷酸盐缓冲液（PBS）中、+0.55 V工作电位下，传感器对葡萄糖在0.1–33.0 μM范围内呈线性响应（R2 = 0.9956），检出限为10 nM（S/N = 3）。该传感器具有高且可重复的灵敏度、快速响应时间（5 s内）、良好储存稳定性以及对GOx的高亲和力（KappM = 0.41 mM）。在测试条件下，电活性干扰物的影响可忽略，表明传感器具有良好的选择性。结果表明，ZnO/Au是制备高效安培生物传感器的有吸引力材料。
英文摘要
ZnO nanorods/Au hybrid nanocomposites (ZnO/Au) with Au nanocrystals growing on the surface of ZnO nanorods were synthesized via a simple and facile hydrothermal route. The prepared ZnO/Au nanocomposites were characterized by X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscope (SEM) and transmission electron microscopy (TEM) for the morphology study. The composites had a good electron transferring and biocompatibility. The glucose biosensor was fabricated by entrapping glucose oxidase (GOx) in this composite matrix using cross-linking method with glutaraldehyde and Nafion solutions. The proposed biosensor responded to glucose linearly over concentration range of 0.1-33.0 μM (R(2)=0.9956), and the detection limit was 10nM (S/N=3) at an operating potential of +0.55 V in pH 7.4 phosphate buffered solution (PBS). The biosensor exhibited a high and reproducible sensitivity, short response time (within 5s), good storage stability and high affinity to GOx (K(M)(app)=0.41 mM). The effects of electroactive interferents at the testing conditions can be negligible which showed a good selectivity of the biosensor. It is estimated that this ZnO/Au is an attractive material for the fabrication of efficient amperometric biosensors.