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）；样品基质为 0.1 M PBS（pH 6.8），并测试抗坏血酸、尿酸、对乙酰氨基酚干扰。
检测原理
该传感器以铂盘电极为基底，将 HFBI 非共价包裹的 MWNTs 与 GOD 一步涂覆固定。HFBI 的两亲性使 MWNTs 在水相中分散并形成亲水导电膜，提高电极比表面积和电子转移速率。检测时，GOD 催化葡萄糖在溶解氧存在下氧化，生成 H2O2；H2O2 在 +600 mV 下于 Pt 电极表面发生氧化反应，产生与葡萄糖浓度成正比的安培电流。MWNTs 作为电子转导通道，HFBI 膜则改善酶固定化界面并降低干扰物影响，从而实现低检出限和快速响应。
检测灵敏度
LOD: 8.2 μM (S/N = 3)；线性范围: 0.025 mM–2.05 mM；灵敏度: 115.96 μA mM−1 cm−2；R^2 = 0.998；Kapp_m: 2.45 mM
效应效果
该传感器在 0.1 M PBS 中对葡萄糖响应快，加入后 8 s 达到 95% 稳态电流；线性范围 0.025–2.05 mM，灵敏度 115.96 μA mM−1 cm−2，LOD 8.2 μM，Kapp_m 2.45 mM。抗坏血酸、尿酸和对乙酰氨基酚的干扰被疏水蛋白膜的最佳通透性最小化。保存一个月后保留 83% 初始响应，五次平行检测 RSD 为 4.3%。与仅用 HFBI 的传感器相比，LOD 由 90 μM 降至 8.2 μM，灵敏度由 4.214 μA mM−1 cm−2 提高至 115.96 μA mM−1 cm−2，Kapp_m 由 16.8 mM 降至 2.45 mM。
传感器的构成
- 基底/换能器电极：铂盘电极（Pt disk electrode，3 mm），作为工作电极提供电子转导与信号读出基础。
- 纳米材料修饰层：多壁碳纳米管（MWNTs，10–20 nm，5–15 μm，纯度>95%），提供高导电性、高比表面积和快速电子转移通道。
- 非共价分散/界面修饰层：疏水蛋白 HFBI（hydrophobin HFBI，7.5 kDa，Trichoderma reesei），通过两亲性非共价包裹 MWNTs，使其水溶分散并增强电极亲水性。
- 识别/催化元件：葡萄糖氧化酶（GOD，EC 1.1.3.4，Aspergillus niger，235 U mg−1），催化葡萄糖氧化并产生 H2O2。
- 信号标记物/检测产物：过氧化氢（H2O2），由 GOD 催化葡萄糖氧化生成，在 +600 mV 下于电极表面氧化产生安培电流。
- 缓冲介质：0.1 M 磷酸盐缓冲液（PBS，pH 6.8），维持 GOD 活性与电化学测量环境。
中文摘要
本文报道了一种利用疏水蛋白 HFBI 对多壁碳纳米管（MWNTs）进行非共价功能化的新方法。由于 HFBI 具有两亲性，其可吸附并包裹 MWNTs 表面，形成在水中有良好分散性的 HFBI–MWNTs 纳米复合材料。作者采用扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）和接触角测量（WCA）对复合材料进行了表征，结果表明 HFBI 能显著改善电极表面亲水性并形成均匀薄膜。在此基础上，通过一步涂覆法将 HFBI–MWNTs 与葡萄糖氧化酶（GOD）共同固定在铂电极上，构建了葡萄糖生物传感器。该传感器对葡萄糖表现出高灵敏度、较宽线性范围、低检出限和快速响应，说明 HFBI–MWNTs 纳米复合膜在电化学传感器和生物传感器等器件设计中具有良好应用前景。
英文摘要
A novel noncovalent approach was developed for the functionalization of multi-wall carbon nanotubes (MWNTs) using the hydrophobin, HFBI. Owing to the amphipathic nature, HFBI can be adopted onto the surface of MWNTs to form HFBI-MWNTs nanocomposite with good dispersion in water. The HFBI-MWNTs nanocomposite was characterized by scanning electron microscopy (SEM), transmission electron microscopy (TEM) and water contact angle measurements (WCA). Furthermore, a glucose biosensor was developed based on HFBI-MWNTs by a one-step casting method. The resulting biosensor displayed high sensitivity, wider linear range, low detection limit, and fast response for glucose detection, which implicated that the HFBI-MWNTs nanocomposite film holds great promise in the design of electrochemical devices, such as sensors and biosensors.