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）
检测原理
葡萄糖氧化酶（GOx）固定在氧化锌（ZnO）纳米线上，催化葡萄糖氧化生成葡萄糖内酯和过氧化氢（H2O2）。在 0.8 V 恒电位下，H2O2 在电极表面发生电化学氧化，生成氧气、质子和电子（H2O2 → 2H+ + O2 + 2e-）。电子经 ZnO 纳米线和镀金层传递至工作电极，形成与葡萄糖浓度相关的氧化电流。随着葡萄糖浓度升高，H2O2 生成量增加，安培电流增大；在 0.2–2.0 mM 范围内呈线性，高浓度下因酶活性位点饱和而趋于平台。ZnO 纳米线的高比表面积和正电荷表面通过静电作用增强 GOx 负载，并促进电子传递，Nafion 网络则辅助固定酶。
检测灵敏度
LOD: 0.05 mM（信噪比为 5）；线性范围: 0.2–2.0 mM；灵敏度: 19.5 µA mM-1 cm-2
效应效果
该传感器在 0.8 V 恒电位下对葡萄糖呈快速安培响应，响应时间小于 5 s，检出限为 0.05 mM，线性范围 0.2–2.0 mM，灵敏度 19.5 µA mM-1 cm-2，表观 Michaelis-Menten 常数 1.57 mM。与文献中多种纳米材料修饰的葡萄糖传感器相比，其灵敏度和酶亲和力具有竞争力，尤其 Km 明显低于多数报道。传感器稳定性较好，7 天后活性下降小于 5%。由于采用镀金 PET 柔性基底，器件轻质、可弯曲、成本较低，适合便携式和柔性葡萄糖监测应用。原文未报告选择性、抗干扰、重现性 RSD 或实际样品回收率。
传感器的构成
- 基底/换能器电极：聚酯（PET）薄膜（0.2 mm 厚）经磁控溅射镀 2 nm 金（Au），作为柔性工作电极与导电基底。
- 纳米材料修饰层：氧化锌纳米线（ZnO NWs），在 70 °C、1 mM Zn(NO3)2·6H2O 与 100 mM KCl 中于 -0.6 V 恒电位电沉积，垂直取向，提供高比表面积和电子传递通道。
- 识别元件：葡萄糖氧化酶（GOx），以 1 mg/mL 溶于 50 mM PBS 后浸渍固定于 ZnO NWs，催化葡萄糖氧化。
- 固定/覆盖网络：Nafion（5%），与 GOx 混合形成覆盖网络，提供生物相容环境并辅助固定酶。
- 缓冲介质：磷酸盐缓冲液（PBS），用于 GOx 固定及葡萄糖安培检测（检测 pH 7.4）。
- 电化学读出体系：三电极体系（Ag/AgCl 参比电极、Pt 对电极）与 CH Instruments 660A 电化学工作站，用于电沉积和恒电位安培检测。
中文摘要
本文报道了一种基于氧化锌（ZnO）纳米线（NWs）的柔性酶促葡萄糖生物传感器的制备与性能。作者以镀金聚酯（Au/PET）薄膜为柔性工作电极，在 70 °C 的硝酸锌和氯化钾水溶液电解质中，通过恒电位电沉积法在 Au/PET 表面生长垂直取向的 ZnO 纳米线。随后将葡萄糖氧化酶（GOx）通过物理吸附固定在 ZnO 纳米线上，并用安培法评价其电催化性能。所得 GOx/ZnO-NWs/Au/PET 生物电极表现出优异的电催化活性，对葡萄糖的灵敏度为 19.5 µA mM-1 cm-2，Michaelis-Menten 常数为 1.57 mM，响应时间小于 5 s。该工作表明，利用 ZnO 纳米线可在轻质、柔性塑料基底上构建高性能葡萄糖传感器件，为低成本便携式生物传感器提供了可行方案。
英文摘要
The present work demonstrates the fabrication and performance of an enzymatic glucose biosensor based on ZnO nanowires (NWs) deposited on a Au-coated polyester (PET) substrate. Electrodeposition of ZnO NWs on the conducting PET substrate was carried out at 70 degrees C in an aqueous electrolyte consisting of zinc nitrate mixed with potassium chloride. Glucose oxidase (GOx) was subsequently immobilized on the as-synthesized ZnO NWs, and the electrocatalytic properties of GOx-immobilized ZnO NWs were evaluated by amperometry. The resulting GOx/ZnO-NWs/Au/PET bioelectrode exhibits excellent electrocatalytic performance with a high sensitivity of 19.5 muA mM(-1) cm(-2), a low Michaelis-Menten constant of 1.57 mM, and a fast response time of <5 s for the amperometric detection of glucose. The present study illustrates the feasibility of realizing light-weight, flexible, high-performance sensing devices using ZnO NWs.