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：pH 7.0 磷酸盐缓冲液（PBS）
检测原理
葡萄糖进入 GOD-壳聚糖-BCNi 复合膜后，被 GOD 催化氧化，GOD 中的 FAD 辅基发生氧化还原状态变化。BCNi 纳米粒子具有较高导电性和缺陷位点，壳聚糖膜保持 GOD 活性并促进其取向，使 FAD 氧化还原中心与玻璃碳电极之间实现无介质直接电子转移。在 -0.2 V 工作电位下，葡萄糖催化循环加快，电极表面发生准可逆电子转移，产生随葡萄糖浓度增大的阴极安培电流。该体系未使用 HCR、RCA 等核酸放大，主要依靠 BCNi 纳米材料加速电子传递和 GOD 催化作用提高灵敏度。
检测灵敏度
LOD: 8.33 × 10^-6 M (S/N = 3)；线性范围: 2.50 × 10^-5–1.19 × 10^-3 M；灵敏度: 0.25 μA mM^-1；r = 0.999
效应效果
传感器 3 s 内达稳态电流 95%，灵敏度 0.25 μA mM^-1，高于 CNi（0.023）和壳聚糖（0.0036）对照。KappM 为 0.32 mM，低于氮掺杂碳纳米管（2.2 mM）、聚苯胺纳米管（2.37 mM）和石墨烯-壳聚糖（4.4 mM），显示高亲和力。0.1 mM 尿酸对 0.1 mM 葡萄糖无明显干扰；抗坏血酸干扰可经 Nafion 涂覆消除。10 次测定 0.5 mM 葡萄糖 RSD 1.7%，5 个电极 RSD 2.6%；50 圈 CV 保留 86%，4 ℃ 干燥保存 1 个月保留 80.7%。作者认为可用于其他第三代酶传感器。
传感器的构成
- 基底/换能器电极：玻璃碳电极（GCE），经抛光清洗，作为电子转导基底
- 纳米材料修饰层：硼掺杂碳包覆镍纳米粒子（BCNi）分散于壳聚糖（CS）中，形成导电复合膜并促进电子传递
- 识别元件：葡萄糖氧化酶（GOD），固定于 BCNi-CS 膜中，催化葡萄糖氧化并保留 FAD 直接电子转移活性
- 信号标记/放大：无外加标记物；GOD 催化葡萄糖氧化，FAD 氧化还原中心发生直接电子转移产生安培电流
- 抗干扰涂层：Nafion（可选），涂覆于修饰电极表面以排斥抗坏血酸等阴离子干扰
- 检测读出：CHI 660A 电化学工作站，三电极体系，在 -0.2 V 下采集安培电流
中文摘要
通过葡萄糖氧化酶（GOD）固定于壳聚糖-硼掺杂碳包覆镍（BCNi）纳米粒子修饰电极，构建了一种新型葡萄糖生物传感器。扫描电镜（SEM）表征表明 GOD-壳聚糖-BCNi 生物纳米复合膜有利于 GOD 固定并保留其生物活性。循环伏安（CV）和安培测量研究了修饰电极上 GOD 的直接电化学与电催化行为。在 pH 7.0 磷酸盐缓冲液（PBS）中，GOD 呈现一对稳定、清晰且准可逆的氧化还原峰。该传感器用于葡萄糖检测，线性范围为 2.50×10^-5 至 1.19×10^-3 mol/L，在信噪比为 3、施加电位 -0.2 V 条件下检出限低至 8.33×10^-6 mol/L。该传感器响应迅速（3 s 内）、检出限低、对葡萄糖亲和力高，并在 4 ℃ 干燥保存一个月后仍保持可接受稳定性，表明壳聚糖-BCNi 膜在固定其他第三代酶生物传感器方面具有应用潜力。
英文摘要
A novel biosensor for detecting glucose had been constructed by the immobilization of glucose oxidase (GOD) on chitosan-boron-doped carbon-coated nickel (BCNi) nanoparticle modified electrode. The GOD-chitosan-BCNi bionanocomposite film was characterized with scanning electron microscope (SEM). The film was propitious to the immobilization of GOD and to the retention of its bioactivity. The direct electrochemistry and electrocatalysis of GOD on modified electrode had been investigated by cyclic voltammogram (CV) and amperometric measurements. The GOD displayed a pair of stable, well-defined and quasi-reversible redox peaks in pH 7.0 phosphate buffer solution (PBS). Furthermore, the biosensor was applied to detect glucose with a broad linear range from 2.50×10(-5) to 1.19×10(-3) M, the detection limit was brought down to 8.33×10(-6) M at a signal to noise ratio of 3 and with an applied potential of -0.2V. The proposed biosensor showed rapid response (within 3s), low detection limit, high affinity to glucose and accepted storage stability over one-month period, which demonstrated that the chitosan-BCNi film has potential applications in the immobilization of other third-generation enzyme biosensors.