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
葡萄糖氧化酶（GOD）识别并催化葡萄糖氧化，生成过氧化氢（H2O2）。在 0.55 V 施加电位下，H2O2 在铂纳米粒子/多壁碳纳米管-聚苯胺（Pt/MWNT-PANI）界面发生电氧化，释放电子形成安培电流。MWNT-PANI 提供高导电、多孔和氧化还原活性界面，促进 GOD 固定与电子传递；Pt NPs 增强导电性和电催化活性，与 MWNT-PANI 协同降低电子转移阻力。随着葡萄糖浓度升高，H2O2 生成量增加，稳态电流线性增大；高浓度时受酶动力学限制出现平台，表观 Michaelis-Menten 常数 KappM 为 0.64 mM。
检测灵敏度
LOD: 1.0 μM；线性范围: 3.0 μM–8.2 mM；灵敏度: 16.1 μA mM−1；R^2 = 0.9989 (n = 22)
效应效果
该传感器在 0.55 V、pH 7.0 PBS 中响应时间小于 5 s。对 0.60 mM 葡萄糖的 8 个电极重现性 RSD 为 4.3%；4 ℃ 保存 48 天后保留约 90% 初始响应。尿酸、乙醇、L-半胱氨酸、抗坏血酸和 L-酪氨酸（各 1.00 mM）对 0.60 mM 葡萄糖响应比值分别为 1.09、0.98、0.93、0.98 和 1.04，无明显干扰。人血清稀释 100 倍后测定值与医院临床值接近：5.32 对 5.59 mM、3.57 对 3.64 mM、6.85 对 7.01 mM，RSD 分别为 4.83%、1.92%、2.28%。作者认为其低 LOD、宽线性范围和高灵敏度优于表 1 中多种葡萄糖传感器，可用于体外或体内血糖检测。
传感器的构成
- 基底/换能器电极：玻璃碳电极（GCE），经 0.3 和 0.05 μm Al2O3 抛光清洗，作为工作电极
- 纳米复合材料修饰层：多壁碳纳米管-导电聚苯胺（MWNT-PANI），原位化学聚合制备并涂覆，提供导电、多孔和氧化还原活性界面
- 金属纳米粒子层：铂纳米粒子（Pt NPs），在 19.3 mmol/L H2PtCl6 中 -0.2 V 电沉积 100 s，增强导电与电催化
- 识别元件：葡萄糖氧化酶（GOD），催化葡萄糖氧化，通过戊二醛共价交联和吸附固定
- 交联固定剂：戊二醛（GA，0.25% v/v），与 GOD 形成共价交联以稳定固定酶
- 缓冲介质：磷酸盐缓冲液（PBS，0.1 M，pH 7.0，含 0.9% NaCl），维持酶活性和电化学环境
- 电化学池：三电极体系，饱和甘汞电极（SCE）作参比、铂丝作辅助电极，用于循环伏安和计时电流测量
中文摘要
本文报道了一种新型葡萄糖安培生物传感器。作者首先以过硫酸钾为氧化剂，在硫酸介质中通过原位化学聚合制备多壁碳纳米管-导电聚苯胺（MWNT-PANI）纳米复合材料，并采用透射电镜、傅里叶变换红外光谱和紫外-可见吸收光谱对其结构进行表征。随后，将 MWNT-PANI 涂覆于玻璃碳电极表面，在 -0.2 V 下电沉积铂纳米粒子，再用戊二醛共价交联和吸附作用固定葡萄糖氧化酶，构建 GOD/Pt/MWNT-PANI/GCE 电极。扫描电镜和循环伏安法用于考察修饰过程，计时电流法用于评价电化学性能。该传感器对葡萄糖在 3.0 μM 至 8.2 mM 范围内呈线性响应，检出限为 1.0 μM，灵敏度为 16.1 μA mM−1，响应时间小于 5 s，并具有良好的重现性、稳定性和抗干扰能力。
英文摘要
A new glucose amperometric biosensor, based on electrodeposition of platinum nanoparticles onto the surface of multi-wall carbon nanotube (MWNT)-polyaniline (PANI) nanocomposites, and then immobilizing glucose oxidase (GOD) with covalent interaction and adsorption effect, was constructed in this paper. Firstly, the MWNT-PANI nanocomposites had been synthesized by in situ polymerization and were characterized through transmission electron microscopy (TEM), Fourier transform infrared (FT-IR) spectroscopy, and ultraviolet and visible (UV-vis) absorption spectra. The assembled process of the modified electrode was probed by scanning electron microscopy (SEM) and cyclic voltammetry (CV). Chronoamperometry was used to study the electrochemical performance of the resulting biosensor. The glucose biosensor exhibited a linear calibration curve over the range from 3.0 μM to 8.2mM, with a detection limit of 1.0 μM and a high sensitivity of 16.1 μA mM(-1). The biosensor also showed a short response time (within 5s). Furthermore, the reproducibility, stability and interferences of the biosensor were also investigated.