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：0.2 M PBS（pH 6.5）缓冲液，文中亦讨论生理样品
检测原理
葡萄糖氧化酶（GOD）作为识别元件，催化葡萄糖氧化并生成过氧化氢（H2O2）。BNNTs 通过静电场和疏水微环境固定 GOD，限制其构象变化，提高酶稳定性；Pani 与 BNNTs 间 π 作用形成水溶性导电包裹层，促进电子传递。Pt 纳米粒子与 Pani 协同电催化 H2O2 在约 0.3 V 发生氧化，降低过电位并放大电流信号。Nafion 外层排斥 AA、UA 等电活性干扰物。随着葡萄糖浓度增加，H2O2 生成量增加，安培电流在 0.01–5.5 mM 内线性响应，高浓度下因酶动力学饱和而趋于平台。
检测灵敏度
LOD: 0.18 μM glucose (S/N = 3)（摘要）；正文报告 about 6 μM for a signal-to-noise of 3；线性范围: 0.01 to 5.5 mM；灵敏度: 19.02 mA M−1 cm−2
效应效果
该传感器响应时间约 3 s，对 0.5 mM 葡萄糖的 5 个电极重复测量 RSD 为 3.7%。0.1 mM 抗坏血酸（AA）和尿酸（UA）产生的电流相对 1 mM 葡萄糖可忽略，Nafion 层提供抗干扰能力。GC/BNNTs-Pani-Pt-GOD 电极在 pH 3–7 范围内相对活性几乎不变，pH 2.0 中浸泡 180 min 仍保留 25% 原始响应；温度活性可维持至 60 °C，而对照 GC/Pani-Pt-GOD 约 40 °C。4 °C、pH 6.5 PBS 中储存 40 天后响应保持 95% 以上。与表中 Pt 基酶葡萄糖传感器相比，其线性范围 0.01–5.5 mM、灵敏度 19.02 mA M−1 cm−2、检出限 6 μM 具有竞争力，作者认为适用于苛刻工业与生物技术条件。
传感器的构成
- 基底/换能器：玻璃碳电极（GC），作为导电工作电极
- 纳米复合修饰层：氮化硼纳米管（BNNTs）-聚苯胺（Pani）-铂纳米粒子（Pt NPs）杂化材料，BNNTs 提供疏水环境与静电场，Pani 提供导电与介导作用，Pt NPs 电催化 H2O2
- 识别元件：葡萄糖氧化酶（GOD），固定于 BNNTs-Pani-Pt 杂化材料中，催化葡萄糖氧化生成 H2O2
- 封闭/交联层：牛血清白蛋白（BSA）与戊二醛（glutaraldehyde），封闭非特异位点并辅助固定
- 抗干扰外层：Nafion 薄膜，排斥抗坏血酸（AA）和尿酸（UA）等电活性干扰物
中文摘要
本文报道了一种基于 BNNTs-Pani-Pt 杂化材料的新型安培葡萄糖酶生物传感器，其中铂纳米粒子均匀修饰在聚苯胺（Pani）包裹的氮化硼纳米管（BNNTs）表面。研究表明，BNNTs 的 N 原子与 Pani 的 C 原子之间发生 π 相互作用，使 Pani 包裹的 BNNTs 杂化材料具有水溶性。所制备的葡萄糖生物传感器表现出高灵敏度、高稳定性、良好重现性和抗干扰能力，尤其具有优异的酸稳定性和耐热性。该 BNNTs-Pani-Pt 杂化安培葡萄糖生物传感器响应时间小于 3 s，线性校准范围为 0.01–5.5 mM，灵敏度为 19.02 mA M−1 cm−2，葡萄糖检出限为 0.18 μM（S/N=3）。值得注意的是，GC/BNNTs-Pani-Pt-GOD 电极在 pH 3–7 范围内相对活性几乎不变，且在 60 °C 下仍保持较高的葡萄糖氧化酶（GOD）活性，这可能归因于 BNNTs 的静电场效应和疏水性。该传感器独特的酸稳定性和耐热性表明其在苛刻条件下的工业与生物技术操作中具有广阔应用前景。
英文摘要
A novel amperometric biosensor based on the BNNTs-Pani-Pt hybrids with Pt nanoparticle homogeneously decorated on polyaniline (Pani)-wrapped boron nitride nanotubes (BNNTs), was developed. It is shown that π interactions take place between BNNTs and polyaniline (Pani) located at N atoms from BNNTs and C atoms from Pani, resulting in the water solubility for the Pani wrapped BNNTs hybrids. The developed glucose biosensor displayed high sensitivity and stability, good reproducibility, anti-interference ability, especially excellent acid stability and heat resistance. The resulted BNNTs-Pani-Pt hybrid amperometric glucose biosensor exhibited a fast response time (within 3 s) and a linear calibration range from 0.01 to 5.5 mM with a high sensitivity and low detection limit of 19.02 mA M(-1) cm(-2) and 0.18 μM glucose (S/N = 3). Surprisedly, the relative activity of the GC/BNNTs-Pani-Pt-GOD electrode keeps almost no change in a range from pH 3 to 7. Futhermore, the BNNTs-Pani-Pt hybrid biosensor maintains a high GOD enzymatic activity even at a relatively high temperature of 60 °C. This might be attributed to the effect of electrostatic field and hydrophobia of BNNTs. The unique acid stability and heat resistance of this sensor indicate great promising application in numerous industrial and biotechnological operations involving harsh conditions.