组成图示
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传感器类型
其他（溶解氧电极生物传感器）
检测对象
葡萄糖（glucose/D-glucose）；样品基质：PBS标准液及商业食品样品（果汁、牛奶、酸奶、奶粉、巧克力、蛋糕、饼干等）
检测原理
该传感器以蛋壳膜为生物平台，将N-乙酰-L-半胱氨酸保护的金纳米颗粒（Au NPs）经EDC/NHS活化后与葡萄糖氧化酶（GOx）共价连接，再用戊二醛交联固定于蛋壳膜表面，并置于溶解氧电极上。样品中的D-葡萄糖扩散进入膜内，被GOx特异性催化氧化为D-葡萄糖酸和过氧化氢，同时消耗溶解氧。Au NPs提高GOx负载量、稳定性和催化活性，使氧消耗速率加快。溶解氧浓度下降被O2传感器转换为电信号，信号下降量与葡萄糖浓度成正比，从而实现定量检测。
检测灵敏度
LOD: 2.5 μM (S/N = 3)；线性范围: 5.0 μM–0.525 mM；灵敏度斜率: 15.78 mg/L O2 depletion/mM glucose；R^2 = 0.9998
效应效果
该传感器响应时间<60 s（含Au NPs为58 s，无Au NPs为120 s），重复性RSD=3.6% (n=6)。6个月储存后保留95%初始响应，300次测量后保留99%。果糖、乳糖、柠檬酸、苯甲酸钠、抗坏血酸、蔗糖、尿素、DL-半胱氨酸、可溶性淀粉及多种无机盐不显著干扰。食品样品加标回收率92.1–104%，RSD 0.5–5.3%。与同类O2型传感器相比，校准灵敏度15.8 mg/L O2/mM，高于8.34、9.42、6.75、6.28；LOD 2.5 μM优于3.5、8.0、9.0 μM；6个月稳定性95%优于85.2%、87.3%、86.5%、83.0%。作者认为其简单、低成本，适合食品与生物技术应用。
传感器的构成
- 换能器电极：Pasco CI-6542 O2传感器（溶解氧电极），检测溶解氧下降并输出信号
- 生物平台基底：蛋壳膜（eggshell membrane, ESM），高度交联蛋白纤维，气/水透过，承载Au NPs/GOx
- 纳米材料修饰层：N-乙酰-L-半胱氨酸保护的金纳米颗粒（Au NPs, 5000 ppm），提供生物相容界面并增强GOx活性
- 偶联/交联层：EDC/NHS（75 mM）活化Au NPs并与GOx连接；戊二醛（glutaraldehyde, 50% w/w）将Au NPs/GOx交联固定于ESM
- 识别元件：葡萄糖氧化酶（GOx, EC 1.1.3.4, 0.8% w/v），特异性催化D-葡萄糖氧化
- 反应介质：50 mM PBS（pH 7.0），维持酶活性与离子强度
- 信号输出：溶解氧（O2）消耗，由O2传感器转换为电信号
中文摘要
建立了一种简单且相对廉价的葡萄糖生物传感器，其将金纳米颗粒（Au NPs）与葡萄糖氧化酶（GOx）复合并固定于蛋壳膜生物平台上。扫描电镜证实Au NPs/GOx成功固定于蛋壳膜。详细研究了pH、磷酸盐缓冲液浓度和温度对传感器的影响。该传感器在5–525 μM葡萄糖浓度范围内呈线性响应，检出限为2.5 μM（S/N=3）。传感器重复性良好，RSD=3.6%（n=6）；操作稳定性良好，可完成300次以上测量；长期储存稳定性好，保质期至少6个月。响应时间小于60 s。成功测定了商业食品样品中的葡萄糖含量。该工作展示了开发用于生物技术、生物医学和工业应用的低成本生物传感器的潜力。
英文摘要
A simple and relatively cheap glucose biosensor based on a combination of gold nanoparticles (Au NPs) and glucose oxidase (GO(x) ) immobilized on a bioplatform eggshell membrane was established. Scanning electron microscopy showed successful immobilization of Au NPs/GO(x) on the eggshell membrane. The effects of pH, phosphate buffer concentration, and temperature on the glucose biosensor were studied in detail. The biosensor shows a linear response at a glucose concentration range of 5-525 μM. The detection limit of the biosensor is 2.5 μM (S/N = 3). The biosensor exhibits good repeatability with RSD = 3.6% (n = 6), good operational stability with over 300 measurements and long-term storage stability with a shelf life of at least 6 months. The response time is less than 60 s. The glucose level in commercial food samples has been successfully determined. The proposed work shows potential to develop cost-effective biosensors for biotechnological, biomedical and industrial use.