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：磷酸盐缓冲液（PB, pH 7.4），文中提及可应用于血液（糖尿病血液需稀释）
检测原理
该传感器为无外加介质的酶促电化学生物传感器。葡萄糖进入纳米复合膜后，被GOx催化氧化为葡萄糖酸并产生H2O2，同时酶活性中心发生氧化还原变化。PVI-Os中的Os(bpy)2Cl中心作为氧化还原导线，在GOx附近接受电子，Os2+/Os3+在聚合物网络中通过碰撞扩散传递电子；SWCNT形成多孔导电骨架，降低电子传递阻力并增加GOx与PVI-Os负载。逐层组装使酶和导线层数增加，催化电流随之增强。在0.30 V恒电位下，电子最终注入SPCE，产生与葡萄糖浓度成正比的安培电流。Nafion膜通过静电排斥降低阴离子干扰。
检测灵敏度
LOD: 0.1 mM；线性范围: 0.5–6.0 mM；灵敏度: 16.4 μA/(mM cm2)；线性方程: I/μA=0.82 C/mM+0.087；R = 0.995；Nafion膜: 线性范围 0.5–6.0 mM，I/μA=0.46 C/mM+0.48，R = 0.982
效应效果
该传感器在0.30 V下对葡萄糖响应稳定，5 s内达到稳态电流的95%。无Nafion膜时，0.5 mM和6.0 mM葡萄糖的RSD分别为0.8%和3.2%；对对乙酰氨基酚无响应，但抗坏血酸和尿酸干扰明显。覆盖Nafion膜后，0.05 mM抗坏血酸、0.32 mM尿酸和0.20 mM对乙酰氨基酚均无明显干扰，线性相关系数为0.982。传感器在4 ℃保存、每5天测试一次，30天内保持90%活性。与GOx/PVI-Os/SPCE等类似传感器相比，引入SWCNT后灵敏度提高，作者认为其线性范围可满足正常人血糖（3.6–5.8 mM）检测，糖尿病血液需稀释。
传感器的构成
- 基底/换能器电极：丝网印刷碳电极（SPCE），几何面积0.05 cm2，作为工作电极。
- 初始修饰层：电沉积氧化还原聚合物PVI-Os（Os(bpy)2Cl配合物修饰聚(1-乙烯基咪唑)），带正电，用于吸附负电GOx/SWCNT并作为电子导线。
- 纳米材料修饰层：单壁碳纳米管（SWCNT），吸附于PVI-Os层，形成多孔三维导电网络，提高比表面积和电子传递。
- 识别元件：葡萄糖氧化酶（GOx），吸附于SWCNT/PVI-Os层，催化葡萄糖氧化。
- 信号导线/交联层：PVI-Os电沉积层，与GOx形成配位交联，稳定多层结构并传递Os2+/Os3+电子。
- 抗干扰膜：Nafion膜，覆盖在纳米复合修饰电极表面，排斥阴离子干扰物（AA、UA）。
中文摘要
本文报道了一种基于葡萄糖氧化酶（GOx）、单壁碳纳米管（SWCNT）和氧化还原聚合物PVI-Os纳米复合材料的葡萄糖电化学生物传感器。该传感器在丝网印刷碳电极（SPCE）表面通过静电逐层吸附与电沉积结合的方法构建：先在SPCE上电沉积带正电的PVI-Os作为粘附层，再交替吸附SWCNT和GOx并电沉积PVI-Os，形成配位交联的多层纳米复合膜。PVI-Os既用于稳定多层结构，又作为氧化还原导线实现GOx与电极间的电子传递；SWCNT提供高导电、多孔三维骨架，提高酶和介体负载及电子传输。循环伏安法表明，随着层数增加，Os(bpy)2氧化还原峰电流和葡萄糖电催化电流均增强。所得传感器对葡萄糖具有稳定、可重复的安培响应，线性范围为0.5–6.0 mM，灵敏度为16.4 μA/(mM cm2)，响应时间约5 s。覆盖Nafion膜后，对0.05 mM抗坏血酸、0.32 mM尿酸和0.20 mM对乙酰氨基酚无明显干扰。
英文摘要
A glucose biosensor based on a nanocomposite made by layer-by-layer electrodeposition of the redox polymer into a multilayer containing glucose oxidase (GOx) and single-walled carbon nanotubes (SWCNT) on a screen-printed carbon electrode (SPCE) surface was developed. The objectives of the electrodeposition of redox polymer are to stabilize further the multilayer using a coordinative cross-linked redox polymer and to wire the GOx. The electrochemistry of the layer-by-layer assembly of the GOx/SWCNT/redox polymer nanocomposite was followed by cyclic voltammetry. The resultant biosensor provided stable and reproducible electrocatalytic responses to glucose, and the electrocatalytic current for glucose oxidation was enhanced with an increase in the number of layers. The biosensor displayed a linear range from 0.5 to 6.0mM, a sensitivity of 16.4μA/(mMcm(2)), and a response time of about 5s. It shows no response to 0.05mM of ascorbic acid, 0.32mM of uric acid and 0.20mM of acetaminophen using a Nafion membrane covering the nanocomposite-modified electrode surface.