组成图示
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传感器类型
电化学发光(ECL)生物传感器
检测对象
溶解氧（dissolved oxygen, O2，PBS 缓冲液）、葡萄糖（glucose，PBS 及正常人血清）、过氧化氢（H2O2，PBS）、鲁米诺（luminol，PBS）
检测原理
在 GCE/nanoPd-MWCNTs 电极上，Pd-NPs 提供电催化位点。检测溶解氧时，先施加 -0.3 V 还原电位 60 s，Pd-NPs 催化 O2 还原生成 HO2•、O2•− 和 OH• 等 ROS；随后正扫至 0.8 V，luminol 在约 0.45 V 被氧化为 luminol 自由基阴离子，ROS 进一步氧化该自由基生成激发态 3-aminophthalate，发射约 425 nm ECL 光。O2 浓度越高，ROS 越多，ECL 越强。检测葡萄糖时，GOx 催化葡萄糖氧化生成 H2O2；H2O2 在 Pd-NPs 表面氧化产生 ROS，并直接参与氧化 luminol 自由基，同时 Pd-NPs 催化 luminol 氧化，使 ECL 随葡萄糖浓度增加。Nafion 固定 GOx，PMT 读取光信号。
检测灵敏度
溶解氧：LOD: 0.02 mM；线性范围: 0.08–0.94 mM；R^2 = 0.9996；校准方程: y = 33692x - 2399.1。葡萄糖：LOD: 54 nM；线性范围: 0.1–1000 μM；R^2 = 0.9998；校准方程: y = 29.424x + 0.7646。H2O2：LOD: 0.5 nM；线性范围: 1 nM–0.45 mM；r = 0.9997。鲁米诺：LOD: 8 nM；线性范围: 50 nM–100 μM；r = 0.9997。
效应效果
该传感器重现性良好：0.50 mM O2、10 μM葡萄糖、10 μM H2O2和100 μM鲁米诺的RSD分别为3.5%、0.3%、0.8%和0.7%；5个电极制备重现性为8.6%。葡萄糖传感器一周内响应保持初始值的约76%。抗干扰方面，甘氨酸、丙氨酸、果糖、麦芽糖、蔗糖和半乳糖在约0.01 M（100倍）无干扰；抗坏血酸和尿酸最大允许浓度50 μM，多巴胺5 μM。正常人血清葡萄糖测得4.82 mM，医院值4.67 mM，回收率约103%；加标回收率97%–103%。作者认为其LOD和线性范围优于多种鲁米诺ECL葡萄糖传感器，可用于临床诊断、免疫分析和环境监测。
传感器的构成
- 基底/换能器电极：GCE（玻璃碳电极，导电基底与 ECL 信号产生界面）
- 纳米杂化修饰层：nanoPd-MWCNTs（Pd-NPs 负载 MWCNTs，催化鲁米诺氧化、O2 还原和 H2O2 氧化，增强 ECL）
- 识别元件：GOx（葡萄糖氧化酶，催化葡萄糖氧化生成 H2O2，仅用于葡萄糖传感器）
- 固定/封闭层：Nafion（全氟离子交换膜，固定 GOx 并阻隔干扰物）
- 发光剂/信号标记物：luminol（鲁米诺，工作液中加入，氧化后与 ROS/H2O2 反应产生激发态 3-aminophthalate 发光）
中文摘要
将钯纳米颗粒（Pd-NPs）负载到多壁碳纳米管（MWCNTs）表面，制备纳米杂化材料 nanoPd-MWCNTs，并将其修饰玻璃碳电极（GCE），得到新型 ECL 电极。该修饰电极在中性介质中对鲁米诺–O2 和鲁米诺–H2O2 电致发光（ECL）反应表现出显著的电催化活性和敏化作用。基于鲁米诺–O2 体系，ECL 信号强度与溶解氧浓度在 0.08–0.94 mM 范围内线性相关（r = 0.9996）；基于鲁米诺–H2O2 体系，ECL 信号强度与葡萄糖浓度在 0.1–1000 μM 范围内线性相关（r = 0.9998）。溶解氧和葡萄糖的检出限（S/N = 3）分别为 0.02 mM 和 54 nM。重复测定 0.50 mM 溶解氧（n = 10）和 10 μM 葡萄糖（n = 30）的相对标准偏差分别为 3.5% 和 0.3%。此外，鲁米诺–H2O2 体系对 H2O2 在 1 nM–0.45 mM 范围内线性（r = 0.9997），H2O2 检出限为 0.5 nM，10 μM H2O2 的 RSD 为 0.8%。
英文摘要
Incorporation of palladium nanoparticles on the surface of multi-walled carbon nanotubes and modification of glassy carbon electrode with the prepared nano-hybrid material led to the fabrication of a novel electrode. The modified electrode showed attractive electrocatalytic activity and sensitizing effect on luminol-O(2) and luminol-H(2)O(2) electrochemiluminescence (ECL) reactions at neutral media. The sensitized luminol-O(2) and luminol-H(2)O(2) reactions were successfully applied for the ECL determination of dissolved O(2) and glucose, respectively. Under the optimal conditions for luminol-O(2) system, the ECL signal intensity of luminol was linear with the concentration of dissolved oxygen in the range between 0.08 and 0.94 mM (r=0.9996) and for luminol-H(2)O(2) system, the ECL signal intensity of luminol was linear with the concentration of glucose in the range between 0.1 and 1000 μM (r=0.9998). The limits of detection (S/N=3) for dissolved oxygen and glucose were 0.02 mM and 54 nM, respectively. The relative standard deviations (RSD) for repetitive measurements of 0.50 mM oxygen (n=10) and 10 μM glucose (n=30) were 3.5% and 0.3%, respectively. Also, under the optimal conditions for luminol-H(2)O(2) system, the ECL signal intensity of luminol was linear with the concentration of H(2)O(2) in the range between 1 nM and 0.45 mM (r=0.9997). The limit of detection (S/N=3) for H(2)O(2) detection was 0.5 nM and the relative standard deviation for repetitive measurements of 10 μM H(2)O(2) (n=10) was 0.8%.