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：磷酸盐缓冲液（PBS）葡萄糖溶液，预期应用于血液/血糖样品
检测原理
传感器以 SiNWs@AuNPs 纳米复合层修饰 GC 电极，GOx 经 Nafion 固定于其表面。SiNWs 提供高比表面积，AuNPs 提高导电性并促进 GOx 中 FAD 辅基与电极之间的直接电子转移。检测时，GOx 特异性催化葡萄糖与溶解氧反应生成葡萄糖内酯和过氧化氢，同时消耗 O2。在氧饱和 PBS 中，电极发生与氧还原相关的电催化响应；葡萄糖浓度升高导致氧消耗增加，氧还原/电催化电流随之降低，稳态电流与葡萄糖浓度呈反向线性关系。该过程无需外加小分子介体，依靠纳米复合结构增强电子转移和酶固定稳定性，实现葡萄糖的电化学检测。
检测灵敏度
LOD: 50 μM（直接电子转移）；介导法 LOD: 500 μM；线性范围: 0.1–0.8, 1–16 mM
效应效果
该传感器在 0.1 M PBS（pH 6.0）中表现出良好稳定性，连续循环伏安扫描 100 次后峰电流仍保持约 95% 的初始信号。选择性方面，在 10 倍浓度的抗坏血酸和对乙酰氨基酚存在下，安培电流基本无变化，显示较强抗干扰能力。直接电子转移模式下葡萄糖检出限为 50 μM，较使用 FMCA 介导的 500 μM 提高约 10 倍；表观 Michaelis–Menten 常数为 0.902 mM，低于多种纳米材料修饰 GOx 电极报道值，表明 SiNWs@AuNPs 提高了酶对葡萄糖的亲和力。作者认为该灵敏度足以支持血糖监测，因为正常血糖范围约为 4.4–6.6 mM，并有望用于生物检测。
传感器的构成
- 工作电极基底：玻璃碳电极（GC），提供导电基底与电子转移动力。
- 纳米复合修饰层：硅纳米线（SiNWs）@金纳米颗粒（AuNPs），由 SiNWs 原位生长 AuNPs 构成，增大界面面积并促进 GOx 直接电子转移。
- 生物识别/催化元件：葡萄糖氧化酶（GOx），特异性催化葡萄糖氧化，其 FAD 中心参与电子转移。
- 固定/成膜层：Nafion，将 GOx 与 SiNWs@AuNPs 共同固定于 GC 表面，形成稳定膜并减少酶流失。
- 支持电解质/反应介质：0.1 M 磷酸盐缓冲液（PBS，pH 6.0），提供离子导电环境；溶解氧参与 GOx 催化反应并产生电化学信号。
中文摘要
本文报道了一种基于硅纳米线（SiNWs）的电化学葡萄糖生物传感器。该传感器通过在修饰有新型纳米结构的电极上固定葡萄糖氧化酶（GOx）构建，该纳米结构为表面原位生长金纳米颗粒（AuNPs）的 SiNWs。固定化 GOx 在磷酸盐缓冲液中呈现一对清晰且准可逆的氧化还原峰，形式电位（E°）为 -0.376 V。所制备的葡萄糖生物传感器对葡萄糖氧化具有良好的电催化活性，并表现出较高的生物亲和力。特别是，其表观 Michaelis–Menten 常数约为 0.902 mM，明显小于 GOx 在多种纳米材料修饰电极上报道的数值。因此，这种新型 SiNWs 基生物传感器有望成为生物检测（如血糖监测）的有前景工具。
英文摘要
An electrochemical glucose biosensor was developed by immobilizing glucose oxidase (GOx) on an electrode decorated with a novel nanostructure, silicon nanowires (SiNWs) with in situ grown gold nanoparticles (AuNPs). The immobilized GOx displayed a pair of well-defined and quasi-reversible redox peaks with a formal potential (E(o ')) of -0.376 V in a phosphate buffer solution. The fabricated glucose biosensor has good electrocatalytic activity toward oxidation of glucose. In addition, such resultant SiNWs-based glucose biosensor possesses high biological affinity. Particularly, the apparent Michaelis-Mentan constant was estimated to be 0.902 mM, which is much smaller than the reported values for GOx at a range of nanomaterials-incorporated electrodes. Consequently, this novel SiNWs-based biosensor is expected to be a promising tool for biological assays (e.g., monitoring blood glucose).