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, Glc）；样品基质为 PBS 缓冲液（pH 7.0，0.1 M，空气饱和或氮气饱和），文中未报告血清、尿液等实际生物样品。
检测原理
GOD 通过静电吸附固定于 PEDOT/NiO 空心球表面。PEDOT 带正电荷，与中性 pH 下带负电的 GOD 相互作用，有助于将 GOD 的 FAD/FADH2 活性中心靠近电极，同时保持酶天然构象，缩短电子隧穿距离，实现直接电子转移。在空气饱和 PBS 中，GOD 催化葡萄糖氧化生成葡萄糖内酯，FAD 被还原为 FADH2；FADH2 可经电极直接氧化再生，也可被溶解氧还原再生，产生氧还原阴极电流。随着葡萄糖浓度升高，葡萄糖氧化与氧还原竞争 GOD 的 FAD/FADH2 中心，氧还原电流下降。传感器在 -0.45 V 安培检测该阴极电流变化，从而定量葡萄糖；氮气饱和下葡萄糖氧化产生的阳极电流进一步验证直接电子转移机制。
检测灵敏度
线性范围: 0–1.5 mM；灵敏度: 16.9 mA mM−1 cm−2；回归方程: Ip (mA) = 1.2 (mA mM−1) × C (mM)；n = 5，R = 0.989
效应效果
传感器在空气饱和 PBS 中于 -0.45 V 进行安培检测，响应时间小于 10 s。连续循环伏安测试 5 h 后电流下降小于 2.5%；4 ℃ 储存 4 周后仍保留 95% 初始安培响应，表明稳定性良好。表观 Michaelis–Menten 常数 KMapp 为 1.82 mM，低于 GOD/CNT 电极的 8.46 mM 和 GOD/TiO2 电极的 6.08 mM，说明酶对葡萄糖具有较高亲和力和活性。灵敏度 16.9 mA mM−1 cm−2 高于 GOD/CNTs–silica（0.08）、GOD/介孔 TiO2（3.9）、GOD/纳米晶 TiO2（4.6）、GOD/多孔碳–二氧化硅（1.8）和 GOD/氮掺杂 CNTs（13.0）。原文未报告选择性、RSD 和实际样品回收率，作者认为其具有临床应用潜力。
传感器的构成
- 基底/工作电极：玻璃碳电极（GCE，3 mm），经氧化铝抛光和硝酸/丙酮超声清洗，作为导电基底与电子转移动态界面。
- 纳米材料修饰层：PEDOT/NiO 空心球（PEDOT-NiO HS），NiO 空心球（约200 nm，壁厚约15 nm）外覆 PEDOT（约10 nm，PEDOT 负载约28% w/w），提供高比表面积、低电荷转移电阻和导电通道。
- 识别元件：葡萄糖氧化酶（GOD，Aspergillus Niger），在 PBS 中吸附固定于 PEDOT-NiO HS，催化葡萄糖氧化并参与氧还原。
- 氧化还原中心：FAD/FADH2，GOD 内源辅基，实现酶与电极间直接电子转移。
- 缓冲介质：PBS（固定用 0.01 M pH 7.4；检测用 0.1 M pH 7.0），维持酶构象并提供质子/氧环境。
- 电化学读出电极：饱和甘汞电极（SCE）与铂丝对电极，用于三电极体系电位控制和电流测量。
中文摘要
本文合成了一种空心球纳米结构的导电聚合物/金属氧化物复合材料，即聚(3,4-乙撑二氧噻吩)/氧化镍（PEDOT/NiO）空心球，并用于研究葡萄糖氧化酶（GOD）的电化学行为。结果表明，该纳米复合材料可显著增强 GOD 的直接电子转移能力，使 GOD 的 FAD/FADH2 氧化还原中心与电极之间发生快速、可逆电子转移。研究进一步探讨了酶促葡萄糖传感是否基于 GOD 直接电子转移这一长期争议，证明其机制为 GOD 直接电子转移过程，并伴随葡萄糖氧化与氧还原的竞争反应。基于 GOD 固定化 PEDOT/NiO 空心球构建了葡萄糖生物传感器，在空气饱和 PBS 中通过氧还原阴极电流下降检测葡萄糖，表现出较高灵敏度、快速响应和良好长期稳定性，具有临床应用潜力。
英文摘要
A hollow sphere-nanostructured conductive polymer/metal oxide composite was synthesized and used to investigate the electrochemical behavior of glucose oxidase, demonstrating a significantly enhanced direct electron transfer ability of glucose oxidase. In particular, the long-standing puzzle of whether enzymatic glucose sensing involves an enzyme direct electron transfer process was studied. The results indicate the mechanism is indeed a glucose oxidase direct electron transfer process with competitive glucose oxidation and oxygen reduction to detect glucose. A glucose biosensor with the glucose oxidase-immobilized nanomaterial was further constructed, demonstrating superior sensitivity and reliability, and providing great potential in clinical applications.