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：PBS 缓冲液（pH 7.4），目标应用为人血
检测原理
该传感器为第三代无介质安培型葡萄糖传感器。CtCDH 的黄素域（FAD）催化葡萄糖氧化，电子先经内部电子转移（IET）传递至血红素 b 域，再由血红素域与电极之间发生直接电子转移（DET），在固定电位下产生阳极催化电流。氧化缩短 SWCNTs 与 CtCDH 共吸附，一方面增大有效电极面积，另一方面促进酶与电极间的电子耦合，使催化电流密度提高约三分之一，并将血红素氧化起始电位负移约 100 mV。随着葡萄糖浓度升高，酶促氧化速率增加，电极电流线性增大，线性范围为 0.1–30 mM。
检测灵敏度
LOD: 0.05 mM（含 SWCNTs）；LOD: 0.1 mM（无 SWCNTs）；线性范围: 0.1–30 mM；灵敏度: 222 nA mM−1 cm−2（含 SWCNTs）；灵敏度: 163 nA mM−1 cm−2（无 SWCNTs）
效应效果
在 pH 7.4 的 PBS 中，含氧化缩短 SWCNTs 的电极检出限为 0.05 mM，灵敏度为 222 nA mM−1 cm−2，线性范围为 0.1–30 mM；无 SWCNTs 对照为 0.1 mM 和 163 nA mM−1 cm−2。三组独立电极的校准曲线以标准偏差表示，说明制备与测量具有可重复性。文中未报告实际血液样品加标回收率、选择性矩阵或长期稳定性数据，但指出 CDH 类酶在生物燃料电池阳极中稳定，且较低工作电位可能减少真实血样中干扰物的非特异性氧化。其线性范围覆盖健康人血糖 4–8 mM 及糖尿病最高约 30 mM，作者认为可用于人血葡萄糖监测。
传感器的构成
- 基底/换能器电极：光谱石墨电极（spectrographic graphite electrode），提供电子转移界面与安培信号读出
- 纳米材料修饰层：氧化缩短单壁碳纳米管（oxidatively shortened SWCNTs，尺寸排阻色谱分数30–40），增大有效电极面积并促进直接电子转移
- 识别/催化元件：Corynascus thermophilus 纤维二糖脱氢酶（CtCDH），催化葡萄糖氧化并经 FAD 与血红素域传递电子
- 交联固定层：聚乙二醇(400)二缩水甘油醚（PEGDGE，30 mg mL−1 溶液 2 μL），防止 SWCNTs 在流动池中流失
- 信号标记物：无外源标记物；CtCDH 血红素域作为内置电子中介，实现酶与电极间直接电子转移
中文摘要
本文报道了一种在生理条件下工作的第三代葡萄糖生物传感器。该传感器通过共吸附来自子囊菌 Corynascus thermophilus 的纤维二糖脱氢酶（CtCDH）和氧化缩短单壁碳纳米管（SWCNTs）制备。CtCDH 属于外源氧化还原酶，其黄素域催化葡萄糖氧化，电子经内部电子转移传递至血红素域，并可直接传至电极，因此无需外加氧化还原介质。氧化缩短 SWCNTs 可增大有效电极面积、促进酶与电极间的直接电子转移，并降低血红素氧化过电位。在 PBS（pH 7.4）中，该传感器线性范围为 0.1–30 mM，检出限为 0.05 mM，灵敏度为 222 nA mM−1 cm−2，覆盖健康人与糖尿病患者血糖监测所需范围。
英文摘要
A third generation glucose biosensor working under physiological conditions with a linear range of 0.1-30 mM, a detection limit of 0.05 mM, and a sensitivity of 222 nA µM(-1) cm(-2) has been developed by co-adsorption of cellobiose dehydrogenase (CDH) from the ascomycete Corynascus thermophilus (CtCDH) and oxidatively shortened single-walled carbon nanotubes (SWCNTs).