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，β-D-glucose）；样品基质：0.01 M PBS缓冲液（pH 7.4），文中讨论血清中尿酸/抗坏血酸干扰。
检测原理
葡萄糖氧化酶（GOD）固定于pCoTTP-SWNTs-Nafion复合膜中，催化β-D-葡萄糖氧化为葡萄糖酸内酯，FAD/FADH2发生两电子两质子转移，分子氧作为最终电子受体被还原为过氧化氢，从而消耗溶解氧。pCoTTP纳米树枝状膜与SWNTs协同降低氧还原过电位，使氧还原峰电位降至约−0.2 V vs. Ag/AgCl。在恒定−0.2 V下，溶解氧在电极界面发生电催化还原产生还原电流；葡萄糖浓度升高时，GOD消耗O2增多，氧还原电流下降，形成负向安培响应。Nafion固定酶并排斥阴离子，提高选择性。
检测灵敏度
LOD: 5.33 μM (S/N = 3)；线性范围: 0–1 mM（原文 up to 1 mM）；灵敏度: 16.57 μA mM−1 cm−2；R^2 = 0.998
效应效果
传感器在−0.2 V下对葡萄糖快速响应，15 s内达到稳态；线性范围达1 mM，LOD 5.33 μM，灵敏度16.57 μA mM−1 cm−2，R^2=0.998，Km,app 0.98 mM，优于或接近文献值1.1 mM和2.4 mM。0.2 mM尿酸和抗坏血酸均不干扰，归因于低电位和Nafion阴离子排斥。GOD电子转移速率ks为1.01 s−1，高于0.3 s−1和0.026 s−1的文献值。作者认为该pCoTTP-SWNTs-Nafion-GOD/GCE可用于高灵敏、高选择性葡萄糖检测，但未报告稳定性、RSD和实际样品回收率。
传感器的构成
- 基底/换能器电极：玻碳电极（GCE，3 mm），经Al2O3抛光，提供导电基底与电子转移动力。
- 纳米催化修饰层：纳米树枝状聚[meso-四(2-噻吩基)卟啉]钴(II)（pCoTTP）电聚合膜，降低氧还原过电位并增强电子转移。
- 导电/多孔复合层：单壁碳纳米管（SWNTs）与Nafion复合膜，提供导电通道、多孔结构和GOD负载界面。
- 识别元件：葡萄糖氧化酶（GOD），催化葡萄糖氧化并消耗溶解氧。
- 固定/封闭层：Nafion（20 wt%乙醇溶液，最终约0.5 wt%），固定SWNTs-GOD并排斥阴离子干扰。
- 信号介质：溶解氧（O2），在低电位下被电催化还原，葡萄糖消耗O2导致还原电流下降。
- 缓冲介质：0.01 M磷酸盐缓冲液（PBS，pH 7.4），维持酶活性与电化学环境。
中文摘要
报道了固定化在纳米树枝状聚[meso-四(2-噻吩基)卟啉]钴(II)-单壁碳纳米管修饰玻碳电极（pCoTTP-SWNTs-Nafion-GOD/GCE）上的葡萄糖氧化酶（GOD）的直接电化学行为。固定化GOD保持活性，呈现表面控制的可逆两质子两电子转移反应，异相电子转移速率常数ks为1.01 s−1。pCoTTP-SWNTs-Nafion基质对氧还原表现出极低峰电位（−0.2 V vs. Ag/AgCl）和强响应，为基于氧还原的葡萄糖检测平台奠定基础。表观米氏常数Km,app低至0.98 mM。葡萄糖线性范围达1 mM，检出限5.33 μM（S/N=3），灵敏度16.57 μA mM−1 cm−2。对0.2 mM尿酸和抗坏血酸具有优异选择性。结果表明该传感器在灵敏、选择性葡萄糖检测中具有应用潜力。
英文摘要
The direct electrochemistry of glucose oxidase immobilized on a nanodendritic poly[meso-tetrakis(2-thienyl)porphyrinato]cobalt(II)-single walled carbon nanotube modified glassy carbon electrode (pCoTTP-SWNTs-Nafion-GOD/GCE) is reported. The immobilized GOD retained its activity and exhibited a surface controlled, reversible two-proton and two-electron transfer reaction with a fast heterogeneous electron transfer rate constant (ks) of 1.01 s(-1). The pCoTTP-SWNTs-Nafion matrix also showed an extremely low peak potential of -0.2 V vs. Ag/AgCl and strong response with respect to oxygen reduction. This forms the basis for the use of the pCoTTP-SWNTs-Nafion-GOD composite as a sensing platform for oxygen reduction-based glucose detection. The apparent Michaelis-Menten constant (Km,app) was estimated to be as low as 0.98 mM. A linear range up to 1mM glucose with a low detection limit of 5.33 μM (S/N=3) and a high sensitivity of 16.57 μA mM(-1) cm(-2) was achieved. The biosensor also shows excellent selectivity against 0.2 mM uric acid and ascorbic acid. These results indicate that the pCoTTP-SWNTs-Nafion-GOD/GCE has potential application in sensitive and selective glucose detection.