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），样品基质为磷酸盐缓冲液（PBS）及加标样品
检测原理
葡萄糖氧化酶（GOD）识别并催化葡萄糖氧化，生成葡萄糖内酯和过氧化氢（H2O2），同时 GOD 再生；H2O2 量与葡萄糖浓度成正比。H2O2 在普鲁士蓝（PB）介导下于低电位（-0.1 V）发生还原反应，PB 在 K2Fe2+Fe2+(CN)6 与 KFe3+Fe2+(CN)6 之间循环，将电子传递至电极。TiO2-MWNTs-CS 复合膜与 PDDA-Au 纳米颗粒提供高比表面积、生物相容微环境和快速电子转移通道，提高 GOD 负载量与电子传递效率。安培法在恒定电位下记录还原电流，电流随葡萄糖浓度增加而增大，实现定量检测。
检测灵敏度
LOD: 0.1 μM (S/N = 3)；线性范围: 6 μM–1.2 mM；r = 0.999
效应效果
该传感器对 0.6 mM 葡萄糖连续 10 次测量的相对标准偏差（RSD）为 1.2%，重现性良好；放置 1 周后电流响应下降 6.8%，2 周后下降 16.6%，稳定性可接受。在甘氨酸、L-半胱氨酸和多巴胺存在下干扰电流可忽略，抗干扰能力强，主要归因于低工作电位和 PB 介导的选择性催化。加标回收率为 94%–104.4%，表明实际样品检测潜力。与文献报道的 2.7 μM、3 μM 和 5.7 μM 相比，其 0.1 μM 检出限更低；含 TiO2-MWNTs-CS 的电极比不含该复合膜的电极响应更高。作者认为该传感器可用于葡萄糖检测及其他安培酶生物传感器制备。
传感器的构成
- 基底/换能器电极：玻璃碳电极（GCE），作为工作电极与电子传导基底
- 纳米复合材料修饰层：二氧化钛-多壁碳纳米管-壳聚糖（TiO2-MWNTs-CS）复合膜，提供生物相容性、高比表面积和电子传导微环境
- 介体/催化层：普鲁士蓝（PB）电沉积膜，催化过氧化氢（H2O2）在低电位还原并降低干扰
- 功能化金纳米颗粒层：聚二烯丙基二甲基氯化铵功能化金纳米颗粒（PDDA-Au），带正电荷，吸附于 PB 膜并提供结合位点与电子转移通道
- 识别元件：葡萄糖氧化酶（GOD），自组装于 PDDA-Au 表面，催化葡萄糖氧化生成 H2O2
中文摘要
本文报道了一种新型葡萄糖生物传感器的制备。首先将普鲁士蓝（PB）电沉积在由二氧化钛-多壁碳纳米管-壳聚糖（TiO2-MWNTs-CS）复合膜修饰的玻璃碳电极（GCE）上，随后在 PB 膜上吸附聚二烯丙基二甲基氯化铵功能化金纳米颗粒（PDDA-Au），最后将带负电的葡萄糖氧化酶（GOD）自组装到带正电的 PDDA-Au 表面。采用循环伏安法和安培法研究修饰电极的电化学性能，并用扫描电镜表征逐步制备过程；PDDA-Au 纳米颗粒经紫外-可见吸收光谱和透射电镜表征。在最佳条件下，所制传感器对葡萄糖表现出良好响应，线性范围为 6 μM 至 1.2 mM，检出限为 0.1 μM（S/N=3）。结果表明，TiO2-MWNTs-CS 复合材料和 PDDA-Au 纳米颗粒在构建生物传感器方面具有较大潜力。
英文摘要
In this paper, a new glucose biosensor was prepared. At first, Prussian blue (PB) was electrodeposited on a glassy carbon electrode (GCE) modified by titanium dioxide-multiwall carbon nanotubes-chitosan (TiO(2)-MWNTs-CS) composite, and then gold nanoparticles functionalized by poly(diallyldimethylammonium chloride) (PDDA-Au) were adsorbed on the PB film. Finally, the negatively charged glucose oxidase (GOD) was self-assembled on to the positively charged PDDA-Au. The electrochemical performances of the modified electrodes had been studied by cyclic voltammetry (CV) and amperometric methods, respectively. In addition, the stepwise fabrication process of the as-prepared biosensor was characterized by scanning electron microscopy. PDDA-Au nanoparticles were characterized by ultraviolet-vis absorption spectroscopy and transmission electron microscopy. Under the optimal conditions, the as-prepared biosensor exhibited a good response performance to glucose with a linear range from 6 μM to 1.2 mM with a detection limit of 0.1 μM glucose (S/N = 3). In addition, this work indicated that TiO(2)-MWNTs-CS composite and PDDA-Au nanoparticles held great potential for constructing biosensors.