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：PBS 缓冲液、人血清
检测原理
传感器以 GOx 为识别元件，葡萄糖在 GOx 催化下与 O2 反应生成葡萄糖酸和 H2O2。生成的 H2O2 扩散至 C18-NH2-PdNPs 疏水膜界面，在 PdNPs 表面发生电催化还原，促进 PdO 还原为 Pd，产生阴极电流。由于 PdNPs 粒径小、比表面积大，对 H2O2 还原具有电催化放大作用，使电流随葡萄糖浓度增加而增大。在 pH 7.0 PBS 中，选择 −0.02 V（vs. Ag/AgCl）低电位进行安培检测，可抑制抗坏血酸、尿酸等易氧化干扰物，使电流密度与葡萄糖浓度呈线性关系。疏水 PdNPs 膜通过氨基酸残基与 GOx 结合，减少酶泄漏并维持酶活性。
检测灵敏度
C18-PdNPs-GOx/GC：LOD: 3.0 μM (S/N = 3)；线性范围: 3.0 μM–8.0 mM；灵敏度: 70.8 μA cm−2 mM−1；R = 0.9982。C12-PdNPs-GOx/GC：LOD: 5.0 μM (S/N = 3)；线性范围: 5.0 μM–6.0 mM；灵敏度: 225 μA cm−2 mM−1；R = 0.9970。
效应效果
C18-PdNPs-GOx/GC 响应时间约 3 s，4 ℃ 保存 3 个月后保留约 90% 初始灵敏度。10 个电极对 0.10 mM 葡萄糖响应的 RSD 为 3.8%。对 0.10 mM 葡萄糖，Ba2+、K+、Na+、Mg2+、Ca2+ 可耐受 200 倍，Zn2+ 100 倍，Fe3+ 10 倍；谷氨酸无明显干扰，抗坏血酸和尿酸干扰分别为 1.2% 和 4.6%。人血清加标回收率 97–105%，RSD 1.00–3.00%（n=7），与医院分光光度法一致。作者认为其灵敏度高、响应快、抗干扰好，适用于血糖检测。
传感器的构成
- 工作电极基底：玻璃碳电极（GC），提供导电基底与电化学换能界面。
- 识别元件：葡萄糖氧化酶（GOx），滴涂于 GC 表面，特异性催化葡萄糖氧化生成 H2O2。
- 纳米材料修饰层：正烷基胺稳定钯纳米颗粒（C18-NH2-PdNPs 或 C12-NH2-PdNPs），覆盖 GOx 形成疏水纳米杂化膜，固定酶并电催化 H2O2。
- 稳定配体层：十二胺（C12-NH2）或十八胺（C18-NH2），包覆 PdNPs 表面，提供疏水微环境并防止酶泄漏。
- 信号转换层：Pd/PdO 氧化还原对，PdNPs 表面 PdO 在 H2O2 存在下被还原，产生与葡萄糖浓度相关的阴极电流。
- 电化学测量组件：Ag/AgCl 参比电极与铂箔辅助电极，组成三电极体系进行循环伏安和安培检测。
中文摘要
成功构建了基于正烷基胺稳定钯纳米颗粒（PdNPs）-葡萄糖氧化酶（GOx）修饰玻璃碳（GC）电极的安培型葡萄糖生物传感器。PdNPs 采用水/甲苯双相混合法合成，以十二胺（C12-NH2）和十八胺（C18-NH2）为稳定配体。通过循环伏安法研究 PdNPs-GOx/GC 传感器性能。在 pH 7.0 磷酸盐缓冲液中，葡萄糖安培检测最佳工作电位为 −0.02 V（vs. Ag/AgCl）。C18-PdNPs-GOx 制备的传感器性能优于 C12-PdNPs-GOx。C18-PdNPs-GOx/GC 传感器响应时间约 3 s，检出限 3.0 μM（S/N=3），线性范围 3.0 μM–8.0 mM，电流密度对葡萄糖浓度线性斜率为 70.8 μA cm−2 mM−1。传感器具有良好的稳定性、重复性和重现性，并成功用于人血清样品中葡萄糖含量的测定。
英文摘要
An amperometric glucose biosensor based on an n-alkylamine-stabilized palladium nanoparticles (PdNPs)-glucose oxidase (GOx) modified glassy carbon (GC) electrode has been successfully fabricated. PdNPs were initially synthesized by a biphase mixture of water and toluene method using n-alkylamines (dodecylamine, C₁₂-NH₂ and octadecylamine, C₁₈-NH₂) as stabilizing ligands. The performance of the PdNPs-GOx/GC biosensor was studied by cyclic voltammetry. The optimum working potential for amperometric measurement of glucose in pH 7.0 phosphate buffer solution is -0.02 V (vs. Ag/AgCl). The analytical performance of the biosensor prepared from C₁₈-PdNPs-GOx is better than that of C₁₂-PdNPs-GOx. The C₁₈-PdNPs-GOx/GC biosensor exhibits a fast response time of ca. 3s, a detection limit of 3.0 μM (S/N=3) and a linear range of 3.0 μM-8.0 mM. The linear dependence of current density with glucose concentration is 70.8 μA cm⁻² mM⁻¹. The biosensor shows good stability, repeatability and reproducibility. It has been successfully applied to determine the glucose content in human blood serum samples.