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
葡萄糖酸（gluconic acid / D-gluconate）；样品基质：葡萄酒（wine，白葡萄酒为主，亦测红葡萄酒）
检测原理
该传感器采用双酶级联反应实现葡萄糖酸检测。葡萄糖酸（gluconate）在葡萄糖激酶（GK）催化下与ATP反应生成6-磷酸-D-葡萄糖酸和ADP，Mg2+作为GK激活剂；随后6-磷酸-D-葡萄糖酸在6-磷酸-D-葡萄糖酸脱氢酶（6PGDH）催化下被NADP+氧化为D-核酮糖-5-磷酸，同时生成NADPH。NADPH作为电活性电子供体，在石墨-环氧复合电极表面于+0.800 V发生氧化，产生与葡萄糖酸浓度成正比的稳态安培电流。体系中6PGDH活性过量约40%，使第二步不成为限速步骤，信号主要由第一步葡萄糖酸消耗控制，从而避免ATP/ADP等副反应干扰。
检测灵敏度
线性范围: 7.0 × 10−6–2.5 × 10−4 M；灵敏度斜率: 870 ± 20 μA M−1；相关系数: r2 = 0.998
效应效果
传感器在不同电极间校准重现性良好，斜率RSD为1.74%（n=3），寿命可达5–7次校准且斜率下降小于10%，适合一次性使用。实际葡萄酒分析中，样品稀释约1/50以消除基质效应；加标法显示无显著基质效应，可覆盖葡萄酒中5.0×10−4–2.5×10−3 M葡萄糖酸。9个白葡萄酒样品各测3次，与INCAVI参考实验室结果比较，回归斜率1.03±0.04、截距0.01±0.02、r2=0.995，表明选择性和准确性良好，未检测到葡萄酒常见干扰物影响。与文献GADH法相比，灵敏度同量级、线性范围更宽且重现性略优，可满足食品工业对快速、低成本、现场检测葡萄酒质量的要求。
传感器的构成
- 工作电极基底：石墨-环氧复合电极（graphite-epoxy composite，EpoTek H77环氧树脂+硬化剂+15%石墨），作为导电换能器，面积28 mm2
- 复合膜修饰层：聚砜（polysulfone, Ps）/N,N-二甲基甲酰胺（DMF）/石墨复合膜（Ps:DMF:graphite=10:2:88），经相转化沉淀形成多孔膜，包埋酶并降低扩散限制
- 识别催化元件：葡萄糖激酶（gluconokinase, GK, EC 2.7.1.12）与6-磷酸-D-葡萄糖酸脱氢酶（6-phospho-D-gluconate dehydrogenase, 6PGDH, EC 1.1.1.44）共包埋于Ps膜中，催化葡萄糖酸磷酸化及氧化
- 反应辅因子：三磷酸腺苷（ATP）、氯化镁（MgCl2）和烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸（NADP+）加入缓冲液，作为GK底物/激活剂和6PGDH辅因子
- 信号分子：还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸（NADPH），由6PGDH催化生成，在电极表面氧化产生电流
- 电化学检测系统：Ag/AgCl参比电极、铂辅助电极和BAS LC-4C安培计，用于在+0.800 V下记录稳态安培电流
中文摘要
本文报道了一种用于检测葡萄糖酸的新型安培双酶生物传感器。该传感器将葡萄糖激酶（GK，EC 2.7.1.12）与6-磷酸-D-葡萄糖酸脱氢酶（6PGDH，EC 1.1.1.44）通过聚砜（Ps）膜包埋法共同固定于石墨-环氧复合电极表面，作为葡萄糖酸脱氢酶（GADH）法不再商用的替代方案。在+0.800 V、室温和pH 7.50磷酸缓冲液中，传感器对葡萄糖酸在7.0×10−6至2.5×10−4 M范围内呈线性响应。不同电极校准的重现性良好，相对标准偏差为1.74%。该传感器应用于真实葡萄酒样品，并与参考实验室结果比较验证；两者结果相关良好，回归斜率为1.03±0.04，截距为0.01±0.02，r2为0.995。
英文摘要
A new amperometric bienzymatic biosensor for gluconic acid based on the coimmobilization of gluconokinase (EC 2.7.1.12) and phosphogluconate dehydrogenase (EC 1.1.1.44) by polysulfone membrane entrapment onto the surface of a graphite-epoxy composite is reported. This biosensor represents an alternative to gluconate dehydrogenase (EC 1.1.99.3) based methods, which is no longer commercially available. Measurements were done at an applied potential of +0.800 V, room temperature and phosphate buffer pH 7.50; obtaining a linear response range for gluconic acid extended from 7.0 × 10(-6) to 2.5 × 10(-4)M. Constructed biosensors showed good reproducibility for calibrations using different electrodes (RSD of 1.74%). Finally, biosensor was applied to real wine samples, and the results obtained were validated by comparison with those provided by a reference laboratory. Good correlation was found when the biosensor results were plotted vs. the reference values (slope=1.03 ± 0.04, intercept=0.01 ± 0.02, r(2)=0.995).