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；Na-PBS 及牛奶样品）、NADH（nicotinamide adenine dinucleotide；Na-PBS）、过氧化氢（H2O2；Na-PBS）
检测原理
该传感器以 GOD 为识别元件，葡萄糖在 GOD 催化下被氧化并生成 H2O2。ER-GNO 膜由 GNO 在 IL-SPE 表面电化学还原形成，具有高密度边缘平面缺陷位点和良好导电性，可促进电极与电活性物质间的电子转移，并显著降低 H2O2 还原过电位。在 -0.2 V 下，H2O2 在 ER-GNO/IL-SPE 界面发生电催化还原，产生与 H2O2 浓度成正比的安培电流；由于 H2O2 生成量与葡萄糖浓度相关，最终电流随葡萄糖浓度增加而线性增大。IL-SPE 提供离子液体掺杂导电基底，增强电极稳定性和抗污能力。该体系无核酸扩增或酶催化沉积放大，主要依赖酶催化与碳材料电催化协同。
检测灵敏度
葡萄糖：LOD: 1.0 μM (S/N = 3)；线性范围: 5.0 μM to 10.0 mM（正文）/5.0 μM to 12.0 mM（摘要）；灵敏度: 22.78 μA mM−1 cm−2。H2O2：LOD: 0.05 μM (oxidation), 0.08 μM (reduction)；线性范围: 0.1 μM to 2.0 mM (oxidation), 0.15 μM to 1.8 mM (reduction)；Iox (μA) = −0.035 + 6.286 C (mM), R^2 = 0.9990；Ire (μA) = −0.086 + 4.278 C (mM), R^2 = 0.9992。NADH：LOD: 2.0 μM (S/N = 3)；线性范围: 10 μM to 2.0 mM。
效应效果
传感器对 AA、UA、DA 等干扰物选择性良好：葡萄糖检测中 0.2 mM 干扰物在 -0.2 V 下信号可忽略，0.1 mM 葡萄糖响应明显；H2O2 检测中 AA、UA、DA 不干扰。重现性：葡萄糖单电极 30 次 RSD 3.04%，电极间 5 支 RSD 3.52%；NADH 单电极 RSD 3.8%（n=10），电极间 4.5%。稳定性：葡萄糖传感器前 20 min 电流不衰减，50、100 min 保持 96%、91%；4°C 保存一周保持 93.7%。牛奶样品稀释后回收准确。作者认为其线性范围更宽、LOD 更低、灵敏度更高，适合一次性常规检测。
传感器的构成
- 基底/换能器电极：离子液体掺杂丝网印刷电极（IL-SPE），以 n-辛基吡啶鎓六氟磷酸盐（OPPF）掺杂，作为一次性导电工作电极
- 纳米材料修饰层：电化学还原氧化石墨烯（ER-GNO）薄膜，由剥离氧化石墨烯（GNO）在 IL-SPE 上于 -0.8 V 电沉积 600 s 形成，提供导电通道与边缘缺陷位点
- 识别元件：葡萄糖氧化酶（GOD，E.C. 1.1.3.4，来自 Aspergillus niger），催化葡萄糖氧化生成 H2O2
- 固定/交联层：牛血清白蛋白（BSA）与 GOD 按 1:2 体积比混合后涂覆，再用 40 mM 戊二醛（glutaraldehyde）交联固定 GOD
- 检测介质：0.1 M 磷酸钠缓冲液（Na-PBS，pH 7.0），提供离子导电环境
- 信号产物：过氧化氢（H2O2），作为 GOD 催化产物在 ER-GNO 表面发生电催化还原/氧化并产生电流
中文摘要
本文提出一种基于电化学还原氧化石墨烯（ER-GNO）修饰电极的新型电化学生物传感平台。该修饰电极通过一步电沉积剥离氧化石墨烯（GNO）片层到离子液体掺杂丝网印刷电极（IL-SPE）表面制备，将 ER-GNO 的优势与一次性电极相结合，为电化学器件提供新能力。研究采用烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（NADH）和过氧化氢（H2O2）两种重要生物分子考察 ER-GNO/IL-SPE 的电化学性能，结果表明其电子转移动力学优于裸 IL-SPE。基于所制备电极对 H2O2 电化学反应性的显著增强，利用 ER-GNO 和葡萄糖氧化酶（GOD）构建了一次性葡萄糖生物传感器，其葡萄糖检测分析性能优于基于 IL-SPE 的传感器。葡萄糖检测线性范围为 5.0 μM 至 12.0 mM，检出限为 1.0 μM。该工作为将 ER-GNO 作为新一代一次性电极中的电化学换能器提供了有用途径，有望拓展石墨烯基电化学生物传感器件的应用范围，并在常规传感应用中具有良好前景。
英文摘要
A novel electrochemical biosensing platform using electrochemically reduced graphene oxide (ER-GNO) modified electrode was proposed. This modified electrode was prepared by one-step electrodeposition of the exfoliated GNO sheets onto the ionic liquid doped screen-printed electrode (IL-SPE). The resulting ER-GNO/IL-SPE brought new capabilities for electrochemical devices by combining the advantages of ER-GNO and disposable electrode. Two important biomolecules, nicotinamide adenine dinucleotide (NADH) and hydrogen peroxide (H(2)O(2)), were employed to study the electrochemical performance of the ER-GNO/IL-SPE, which exhibited more favorable electron transfer kinetics than the bare IL-SPE. On the basis of the greatly enhanced electrochemical reactivity of H(2)O(2) at the developed electrode, ER-GNO and glucose oxidase constructed disposable biosensor showed better analytical performance for the glucose detection compared with the IL-SPE based biosensor. The linear range for the detection of glucose was from 5.0 μM to 12.0 mM with a detection limit of 1.0 μM. This work provides a useful avenue for implementing ER-GNO as a new generation of electrochemical transducer in disposable electrode, which could expand the scope of graphene constructed electrochemical biosensing devices and hold great promise for routine sensing applications.