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, Glc）；样品基质：人血清（human blood serum），检测缓冲液为 0.05 M PBS（pH 7.4）
检测原理
该传感器采用无标记酶促氧消耗型电化学检测原理。GOx 作为识别元件特异性催化葡萄糖氧化，反应中消耗溶解氧（O2）。ERGO 提供低电阻二维导电网络，AuPdNPs 作为电催化位点促进 O2 在较低过电位下还原为水，产生可测阴极电流。当样品中葡萄糖浓度升高时，GOx 催化消耗更多 O2，使电极表面可还原氧减少，ORR 阴极峰电流随之下降。通过差分脉冲伏安（DPV）记录峰电流变化，即可反推葡萄糖浓度。该策略利用酶识别与双金属纳米粒子氧还原电催化耦合，实现灵敏检测。
检测灵敏度
LOD: 6.9 μM；线性范围: 0.5–3.5 mM；灵敏度: 266.6 μA mM−1 cm−2；R^2 = 0.99；S/N = 3
效应效果
该传感器对常见可氧化干扰物选择性良好：1.0 mM 抗坏血酸（AA）和尿酸（UA）对 1.0 mM 葡萄糖的干扰分别仅为 4.2% 和 2.9%。稳定性方面，4 °C PBS 中保存两周后响应仅损失 8.6%。重现性可接受，5 个独立制备电极的 RSD 为 9.7%，同一电极连续 10 次测量 RSD 为 6.3%。人血清样本检测与 Roche Modular Chemistry Analyzer 结果相近（±10%），回收率为 93.2%、95.7%、108.0% 和 101.5%。其灵敏度高于多种报道的酶型葡萄糖传感器，作者认为该纳米复合材料适合用于临床血清葡萄糖检测及氧化酶型生物传感器开发。
传感器的构成
- 基底/换能器电极：玻璃碳电极（GCE），提供导电基底与电化学换能界面
- 纳米材料修饰层1：氧化石墨烯（GO）涂覆后经循环伏安还原为还原氧化石墨烯（ERGO），形成导电网络并增大电活性面积
- 纳米材料修饰层2：金–钯合金纳米粒子（AuPdNPs，Au:Pd≈1:1）恒电位电沉积，增强氧还原电催化活性、电子转移和稳定性
- 识别元件：葡萄糖氧化酶（GOx），催化葡萄糖氧化并消耗溶解氧
- 固定/封闭层：1% Nafion 薄膜，固定 GOx 并提高传感器稳定性
- 检测介质：0.05 M PBS（pH 7.4），提供离子缓冲环境
中文摘要
本文报道了一种简单、快速、绿色且可控的电化学方法，用于合成电化学还原氧化石墨烯（ERGO）与金–钯（1:1）双金属纳米粒子（AuPdNPs）复合材料，整个过程无需外加还原剂。电化学还原可有效去除 ERGO 中的含氧基团，随后在 ERGO 表面均匀沉积尺寸分布良好的 AuPdNPs。所得 ERGO–AuPdNPs 纳米复合材料具有良好生物相容性、快速电子转移动力学、较大电活性面积，并对氧还原反应表现出高灵敏性和稳定性。作者将葡萄糖氧化酶（GOx）作为模型酶固定于该纳米复合材料上，构建了一种基于酶促反应消耗氧气的葡萄糖电化学生物传感器。该传感器检出限为 6.9 μM，线性范围可达 3.5 mM，灵敏度为 266.6 μA mM−1 cm−2，重现性可接受，对常见可氧化干扰物干扰可忽略，适用于氧化酶型生物传感。
英文摘要
A simple, fast, green and controllable approach was developed for electrochemical synthesis of a novel nanocomposite of electrochemically reduced graphene oxide (ERGO) and gold-palladium (1:1) bimetallic nanoparticles (AuPdNPs), without the aid of any reducing reagent. The electrochemical reduction efficiently removed oxygen-containing groups in ERGO, which was then modified with homogeneously dispersed AuPdNPs in a good size distribution. ERGO-AuPdNPs nanocomposite showed excellent biocompatibility, enhanced electron transfer kinetics and large electroactive surface area, and were highly sensitive and stable towards oxygen reduction. A biosensor was constructed by immobilizing glucose oxidase as a model enzyme on the nanocomposites for glucose detection through oxygen consumption during the enzymatic reaction. The biosensor had a detection limit of 6.9μM, a linear range up to 3.5mM and a sensitivity of 266.6μAmM(-1)cm(-2). It exhibited acceptable reproducibility and good accuracy with negligible interferences from common oxidizable interfering species. These characteristics make ERGO-AuPdNPs nanocomposite highly suitable for oxidase-based biosensing.