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：0.1 M 磷酸盐缓冲液（PBS, pH 7.4），文中亦讨论体内检测中的尿酸、抗坏血酸干扰
检测原理
葡萄糖氧化酶（GOD）通过疏水作用和静电作用固定于壳聚糖包裹单壁碳纳米管（SWCNT–CHI）膜中。当葡萄糖进入电极界面时，GOD 催化葡萄糖氧化生成葡萄糖酸和过氧化氢，其 FAD 辅因子发生氧化还原变化。由于小直径 SWCNT 提供导电通道，CHI 提供生物相容微环境，FAD 中心与玻璃碳电极之间发生直接电子转移，无需外加电子媒介体。在 -400 mV 安培电位下，电子转移产生电流，电流随葡萄糖浓度升高而增大；低检测电位可避免尿酸、抗坏血酸等干扰。
检测灵敏度
LOD: 0.01 mM；线性范围: 1–10 mM（结论部分报告为 1–15 mM）；R^2 = 0.998
效应效果
该传感器在 -400 mV 下对葡萄糖响应迅速，稳定响应时间约 10–15 s，并表现出良好抗干扰能力，文中未观察到尿酸、抗坏血酸等干扰。重现性良好，10.0 mM 葡萄糖九次重复测量相对标准偏差小于 3.0%。单支传感器连续使用一周后灵敏度仅下降约 10%，4 ℃保存 15 d 后催化电流几乎无下降，作者归因于网络状纳米复合膜限制 GOD 流失。论文未报告实际样品加标回收率或与 ELISA、HPLC、qPCR 等方法的对比，但作者认为该平台可用于食品分析和生物过程监测中的葡萄糖检测。
传感器的构成
- 基底电极：玻璃碳电极（GC），提供导电基底与电子转移界面
- 纳米修饰层：壳聚糖包裹单壁碳纳米管复合膜（SWCNT–CHI），分散小直径 SWCNT，提供导电通道、高比表面积和生物相容微环境
- 识别元件：葡萄糖氧化酶（GOD），通过疏水作用和静电作用吸附于 SWCNT–CHI 膜，催化葡萄糖氧化并实现直接电子转移
- 信号标记物：无外加标记物（直接电子转移，GOD 的 FAD 中心直接传递电子）
- 缓冲介质：0.1 M 磷酸盐缓冲液（PBS, pH 7.4），维持 GOD 催化活性与电化学环境
- 电极体系：三电极体系（工作电极 GOD/SWCNT–CHI/GC、Pt 对电极、SCE 参比电极），完成循环伏安与安培检测
中文摘要
本文以壳聚糖（CHI）选择性包裹的单壁碳纳米管（SWCNTs）构建用于葡萄糖氧化酶（GOD）直接电子转移（DET）和生物传感的电化学平台。扫描电镜和拉曼光谱表明，小直径 SWCNTs 优先被 CHI 包裹并分散于膜中，在电极表面以小束状存在。在磷酸盐缓冲液中，GOD 与电极间观察到直接电子转移，形式电位约 -460 mV（vs. SCE）；异相电子转移速率常数和 GOD 表面覆盖量分别约为 3.0 s−1 和 1.3×10−10 mol/cm2。固定化 GOD 仍保留催化葡萄糖氧化的活性。该 GOD/SWCNT–CHI 膜基传感器在 -400 mV 检测电位下响应迅速、线性范围宽、检出限低，并具有良好的抗干扰能力。其分析性能提升归因于单个 SWCNTs 的独特性质和 CHI 的生物相容性。
英文摘要
Single-walled carbon nanotubes (SWCNTs) selectively wrapped by a water-soluble, environmentally friendly, biocompatible polymer chitosan (CHI) were employed for the construction of a bioelectrochemical platform for the direct electron transfer (DET) of glucose oxidase (GOD) and biosensing purposes. Scanning electron microscopy and Raman spectroscopy were used to investigate the properties of the SWCNT-CHI film. The results show that the preferentially wrapped small-diameter SWCNTs are dispersed within the CHI film and exist on the surface of the electrode as small bundles. The DET between GOD and the electrode surface was observed with a formal potential of about ca. -460 mV vs. SCE in phosphate buffer solution. The heterogeneous electron transfer rate constant and the surface coverage of GOD are estimated to be 3.0 s(-1) and 1.3 x 10(-10)mol/cm(2), respectively. The experimental results demonstrate that the immobilized GOD retains its catalytic activity towards the oxidation of glucose. Such a GOD/SWCNT-CHI film-based biosensor not only exhibits a rapid response time, a wide linear rang and a low detection limits at a detection potential of -400 mV but also shows the effective anti-interference capability. Significantly improved analytical capabilities of the GOD/SWCNT-CHI/GC electrode could be ascribed to the unique properties of the individual SWCNTs and to the biocompatibility of CHI.