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 PBS 缓冲液（pH 7.0），回收实验为标准添加 PBS 样品
检测原理
GOD 固定于 PtNPs-CS 复合膜中，在 pH 7.0 PBS 中催化葡萄糖与 O2 反应生成葡萄糖酸内酯和 H2O2。生成的 H2O2 扩散至 PtNPs 表面，在 +0.35 V 工作电位下发生电催化还原，产生与 H2O2 浓度成正比的还原电流。由于 GOD 催化速率受葡萄糖浓度控制，稳态安培电流随葡萄糖浓度增加而增大。PtNPs 嵌入 CS 水凝胶形成高导电纳米网络，降低界面电阻并促进 GOD 与电极间电子/产物传递，同时提供大量固定化位点，提高酶负载量与响应速度。该传感器以低电位检测 H2O2，减少干扰，实现葡萄糖定量。
检测灵敏度
LOD: 0.4 μM（S/N = 3）；线性范围: 1.2 μM–4.0 mM；灵敏度斜率: 1.03 μA/mM；截距: 1.6 μA；R^2 = 0.995
效应效果
该传感器在 +0.35 V 下对葡萄糖响应快，95% 稳态电流在 5 s 内达到。对 0.3 mM 葡萄糖，抗坏血酸、苏氨酸、L-半胱氨酸和尿酸的电流比分别为 105.5±2.2%、103.3±1.6%、102.8±1.3% 和 104.2±2.5%，无明显干扰。4°C 干燥保存 3 周后响应损失 6.9%，1 个月后保持约 89.6% 以上；5 个电极对 0.3 mM 葡萄糖的批间 RSD 为 5.8%。标准添加回收率为 96.7%–101.3%。KMapp 为 2.4 mM，低于 Pt-MWCNT-ACS 修饰电极的 10.5 mM，表明 GOD 生物活性保持较好。作者认为该电沉积法简单可控，可用于其他酶传感器。
传感器的构成
- 基底/换能器电极：玻璃碳电极（GCE），直径 4 mm，经氧化铝抛光和超声清洗，作为工作电极。
- 纳米材料修饰层：PtNPs-CS 复合膜，由氯铂酸（H2PtCl6）与壳聚糖（CS）在 -1.00 V 电沉积 60 s 形成，PtNPs 原位嵌入 CS 水凝胶，提供导电通道和 GOD 固定化活性位点。
- 识别元件：葡萄糖氧化酶（GOD），10 mg/mL PBS（pH 7.0）溶液 8 μL 涂覆于 PtNPs-CS/GCE 表面，4°C 干燥，催化葡萄糖氧化。
- 信号产物：过氧化氢（H2O2），由 GOD 催化葡萄糖与 O2 反应生成，在 PtNPs 表面发生电催化还原并产生电流。
- 检测介质：0.1 M PBS 缓冲液（pH 7.0），用于安培测量和葡萄糖标准添加。
- 电极体系：饱和甘汞电极（SCE）作参比电极、铂丝作辅助电极，与 GCE 构成三电极体系。
中文摘要
本文首次提出一步构建铂纳米颗粒-壳聚糖复合膜（PtNPs-CS）作为新型酶固定化基质，用于制备葡萄糖生物传感器。该新型界面通过在含壳聚糖（CS）和氯铂酸（H2PtCl6）的溶液中一步电化学沉积，在 CS 水凝胶中原位嵌入 PtNPs 而获得。采用扫描电子显微镜（SEM）、循环伏安法（CV）、电化学阻抗谱（EIS）和计时电流法对组装过程及传感器性能进行表征。在优化实验条件下，所得传感器在 1.2 μM 至 4.0 mM 浓度范围内对葡萄糖呈良好线性响应，信噪比为 3 时检出限为 0.4 μM。表观 Michaelis–Menten 常数（KMapp）为 2.4 mM，表明其具有良好亲和力。所构建的传感器因纳米结构传感膜为葡萄糖氧化酶（GOD）固定化提供大量活性位点，而对葡萄糖表现出优异的安培响应。
英文摘要
One-step construction of Pt nanoparticles-chitosan composite film (PtNPs-CS) was firstly proposed as a novel immobilization matrix for the enzymes to fabricate glucose biosensor. This novel interface embedded in situ PtNPs in CS hydrogel was developed by one-step electrochemical deposition in solution containing CS and chloroplatinic acid (H(2)PtCl(6)). Several techniques, including scanning electron microscopy (SEM), cyclic voltammetry (CV), electrochemical impedance spectroscopy (EIS) and chronoamperometry were employed to characterize the assembly process and performance of the biosensor. Under the optimized experimental conditions, the resulting biosensor exhibited excellent linear behavior in the concentration range from 1.2 μM to 4.0 mM for the quantitative analysis of glucose with a limit of detection of 0.4 μM at a signal-to-noise ratio of 3. The apparent Michaelis-Menten constant (K(M)(app)) was evaluated to be 2.4 mM, showing good affinity. The proposed biosensor offered good amperometric responses to glucose due to the nanostructured sensing film provided plenty of active sites for the immobilization of glucose oxidase (GOD).