组成图示
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传感器类型
综述或非传感器论文
检测对象
葡萄糖（glucose）、过氧化氢（H2O2）、酚类（phenol）、胆碱（choline）、乳酸（lactate）、乙醇（ethanol）、农药（pesticides）、尿素（urea）、胆固醇（cholesterol）等；样品基质：血液/血清/尿液、食品、环境水样、药物制剂、苹果样品
检测原理
酶生物传感器通常由固定化酶识别元件和换能器组成。分析物与酶特异性结合或催化后，引起底物消耗或产物生成，如葡萄糖氧化酶将葡萄糖氧化产生 H2O2，过氧化物酶催化 H2O2 与介质反应，胆碱氧化酶/乳酸脱氢酶等通过 NADH/NAD+ 循环产生电活性信号。固定化基质、导电聚合物或纳米材料可促进电子转移、提高酶负载并减少干扰。部分体系利用辅因子或底物循环放大信号。信号经安培、电位、荧光、ECL 或质量换能转换为电流、电位、光强或质量变化，其强度与分析物浓度呈正比或反比。固定化方式通过影响酶取向、活性、稳定性和传质决定灵敏度、选择性和寿命。
检测灵敏度
综述未报告单一传感器；代表性数值：LOD: 2.1×10−6 M；线性范围: 2.5×10−6–5×10−3 M（葡萄糖，GOD/PPy）；LOD: 5×10−11 M；线性范围: 1×10−10–2.3×10−8 M（酚，tyrosinase/chitosan）；LOD: 9.6×10−11 M；线性范围: 2×10−10–1×10−8 M（dichlorvos，AChE/PVA-AWP）。
效应效果
综述汇总了多种酶固定化策略的实际表现：固定化可改善操作与储存稳定性，但也可能因酶失活、泄漏或扩散屏障降低灵敏度。代表性结果包括：硝酸盐传感器重现性 RSD 1.9%（n=6）；LEV 传感器用于药物和加标人血浆，结果与理论值一致；黄嘌呤传感器可重复使用 200 次，5 周后保留 60% 活性；儿茶酚传感器 100 次测量后保留 97% 活性，4 ℃ 储存 6 个月响应不变；ATP 传感器电极间 RSD 5.6%，4 天后响应下降约 35% 后稳定；多巴胺传感器储存 200 天仍稳定，并用于药物制剂验证。纳米材料和导电聚合物可提高电子转移、抗干扰和灵敏度。
传感器的构成
- 基底/换能器：玻璃碳电极、金电极、铂电极、丝网印刷电极（SPE）、ITO 或碳糊电极，用于电、光或质量信号转换
- 纳米材料修饰层：碳纳米管（CNT）、金纳米粒子（AuNPs）、二氧化硅（SiO2）、粘土或层状双氢氧化物（LDH），增强导电性、电子转移和酶负载
- 聚合物/凝胶固定层：聚吡咯（PPy）、聚苯胺（PANI）、聚噻吩（PTh）、PVA-SbQ、二氧化硅溶胶-凝胶、壳聚糖、海藻酸、琼脂糖或碳糊，用于包埋、吸附或共价固定酶
- 识别元件：葡萄糖氧化酶（GOD）、辣根过氧化物酶（HRP）、乙酰胆碱酯酶（AChE）、胆碱氧化酶（ChOD）、乳酸脱氢酶（LDH）等，特异性催化底物
- 信号标记/电子介质：NADH/NAD+、ferrocene、ABTS、Amplex Red、甲基紫精等，用于电子转移、显色或发光信号
- 交联/亲和固定剂：戊二醛、牛血清白蛋白（BSA）、EDC/NHS、生物素-亲和素等，增强固定稳定性或实现定向固定
中文摘要
酶在换能器表面的固定化是酶生物传感器设计中的关键步骤。本文综述了文献中报道的多种酶固定化策略，包括经典吸附、共价结合、包埋、交联和亲和固定及其组合方法，并重点讨论导电聚合物纳米线、碳纳米管和纳米粒子等新型纳米材料在固定化中的应用。作者指出，固定化方法会影响酶的取向、负载量、迁移性、稳定性、结构和生物活性，从而决定传感器的灵敏度、选择性和稳定性。综述涵盖光学、电化学和质量型酶生物传感器，说明不同固定化技术各有优缺点，应根据酶性质、换能器类型、检测模式以及应用对灵敏度或稳定性的要求选择合适策略。纳米材料可促进电子转移、提高负载和抗干扰能力，是提升传感平台性能的重要方向。
英文摘要
Immobilization of enzymes on the transducer surface is a necessary and critical step in the design of biosensors. An overview of the different immobilization techniques reported in the literature is given, dealing with classical adsorption, covalent bonds, entrapment, cross-linking or affinity as well as combination of them and focusing on new original methods as well as the recent introduction of promising nanomaterials such as conducting polymer nanowires, carbon nanotubes or nanoparticles. As indicated in this review, various immobilization methods have been used to develop optical, electrochemical or gravimetric enzymatic biosensors. The choice of the immobilization method is shown to represent an important parameter that affects biosensor performances, mainly in terms of sensitivity, selectivity and stability, by influencing enzyme orientation, loading, mobility, stability, structure and biological activity.