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），样品基质为空气饱和0.1 M pH 6.0磷酸盐缓冲液（PBS）
检测原理
该传感器以PS/PANI/Au纳米复合材料修饰GCE，利用Au NPs提高导电性并促进GOD直接电子转移。GOD固定于Nafion膜中，其FAD辅基可在电极表面发生GOD(FAD)/GOD(FADH2)氧化还原。葡萄糖加入后，GOD催化葡萄糖氧化，并与溶解氧反应生成H2O2，同时消耗O2。在-0.38 V安培检测下，溶解氧还原电流随葡萄糖浓度增加而下降；生成的H2O2也可在电极上被还原，但整体检测信号以O2消耗引起的还原电流下降为主。因此，葡萄糖浓度越高，O2消耗越多，稳态电流下降越明显，形成线性响应。该体系无需外加电子媒介体，依靠酶直接电子转移和氧消耗机制实现检测。
检测灵敏度
LOD: 12 µM (S/N = 3)；线性范围: 0.04–2.04 mM
效应效果
该传感器在空气饱和pH 6.0 PBS中于-0.38 V下快速响应，10 s内达到稳态电流的90%。Km_app为0.76 mM，低于文献中5.5 mM和10.5 mM，表明固定化GOD酶活性和葡萄糖亲和力较高。在0.5 mM葡萄糖存在下，0.1 mM尿酸（UA）和抗坏血酸（AA）干扰可忽略。4 °C保存半个月保留约92%活性，100次循环伏安扫描无明显变化。0.1 mM葡萄糖六次测定RSD为2.6%，五个电极0.2 mM下RSD为4.5%。作者认为其具有生物传感应用潜力。
传感器的构成
- 基底/换能器电极：玻璃碳电极（GCE），经氧化铝抛光，作为电子传导基底。
- 纳米材料修饰层：聚苯乙烯/聚苯胺/金纳米粒子核壳纳米复合材料（PS/PANI/Au NPs），提供高导电性、生物相容性和宽pH电化学活性。
- 固定/封闭膜：Nafion膜，与葡萄糖氧化酶共滴涂，辅助固定酶并稳定电极界面。
- 识别元件：葡萄糖氧化酶（GOD），固定于修饰层上，催化葡萄糖氧化。
- 信号转导介质：溶解氧（O2）与过氧化氢（H2O2），参与酶促反应并产生可检测电流变化。
- 反应介质：0.1 M磷酸盐缓冲液（PBS），提供反应缓冲环境和溶解氧。
中文摘要
本文报道了一种基于聚苯乙烯/聚苯胺/金纳米粒子（PS/PANI/Au）核壳纳米复合材料的新型葡萄糖电化学生物传感器。首先合成直径约400 nm的聚苯乙烯（PS）胶体微球，表面经聚苯乙烯磺酸钠（PSS）功能化后，通过苯胺原位聚合形成PS/PANI核壳结构；再将柠檬酸稳定金纳米粒子（Au NPs，约20 nm）静电吸附于表面，得到PS/PANI/Au纳米复合材料。SEM、TEM、XRD、XPS和FTIR表征证实Au NPs均匀负载于核壳结构表面，且复合材料电导率由2.09×10^-3 S/cm提高到7.54×10^-3 S/cm。循环伏安结果表明，该复合材料修饰玻璃碳电极在pH 1.0–9.0范围内均具有良好氧化还原活性。将葡萄糖氧化酶（GOD）与Nafion共固定于修饰电极上后，GOD可实现直接电子转移，并在宽pH范围内保持生物活性。基于GOD催化葡萄糖氧化并消耗溶解氧引起的还原电流下降，构建了葡萄糖传感器，具有快速响应、良好选择性和稳定性。
英文摘要
A novel nanocomposite with a core-shell structure containing polystyrene (PS), polyaniline (PANI), and Au nanoparticles (NPs) was synthesized. The nanocomposite was characterized by scanning electron microscopy (SEM), transmission electron microscopy (TEM), X-ray diffraction (XRD), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), and Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR). Cyclic voltammetric experiments indicated that the nanocomposite had excellent redox ability in a wide range of pH values. The existence of Au NPs resulted in a higher electrical conductivity of the nanocomposite. As a model, glucose oxidase (GOD) was entrapped onto the nanocomposite-modified glassy carbon electrode (GCE) and applied to construct a sensor. The immobilized GOD showed a pair of well-defined redox peaks and high catalytic activity for the oxidation of glucose.