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, Glu）；样品基质：毛细血管全血、静脉血、组织间液。
检测原理
葡萄糖生物传感器以酶识别元件与电化学换能器为核心。在GOx体系中，固定化GOx催化β-D-葡萄糖与O2反应生成葡萄糖酸内酯和H2O2；H2O2在铂阳极被氧化，释放电子形成安培电流，电流大小与葡萄糖浓度成正比。为降低工作电位并减少干扰，第二代传感器引入二茂铁、铁氰化物等电子介质，将酶中心电子传递至电极。GDH-PQQ或GDH-NAD体系不依赖溶解氧，分别以PQQ或NAD为电子受体，生成还原态辅因子后通过介质或导电材料传递电子。第三代传感器利用TTF-TCNQ、聚吡咯等导电材料实现酶与电极间直接电子传递。酶催化周转使少量葡萄糖产生可测电流，从而实现快速定量。
检测灵敏度
原文未报告LOD、线性范围、灵敏度斜率或相关系数；商品试纸检测范围：10–600 mg/dL、20–500 mg/dL、20–600 mg/dL。
效应效果
综述未报告RSD、回收率或单一传感器LOD。商用POCT血糖仪需0.3–1.5 µL毛细血管血，检测时间少于10 s，范围10–600 mg/dL，红细胞压积适用约15–70%。性能标准包括ADA偏差<10%后降至<5%，FDA要求1.65–22 mmol/L误差<20%，ISO 15197要求95%结果在<4.2 mmol/L时±0.83 mmol/L内、≥4.2 mmol/L时±20%内。干扰包括红细胞压积、抗坏血酸、对乙酰氨基酚，GDH-PQQ法还受麦芽糖/艾柯糖代谢物干扰。CGMS准确性低于传统血糖仪，无创方法尚不可靠；需标准化性能目标、质控与用户培训。
传感器的构成
- 换能器电极：铂（Pt）阳极、丝网印刷酶电极或针型电极，用于氧化H2O2/介质并产生安培电流
- 酶识别层：葡萄糖氧化酶（GOx）或葡萄糖脱氢酶（GDH-PQQ、GDH-NAD），催化葡萄糖氧化
- 辅因子层：黄素腺嘌呤二核苷酸（FAD）、吡咯喹啉醌（PQQ）或烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（NAD），参与酶促电子传递
- 电子介质层：二茂铁（ferrocene）、铁氰化物（ferricyanide）、亚甲基蓝（methylene blue）等，在酶与电极间传递电子
- 选择性膜：氧半透膜、透析膜或多孔膜，控制葡萄糖、O2及干扰物扩散
- 导电材料层：TTF-TCNQ、聚吡咯（polypyrrole）或氧化硼掺杂金刚石，用于第三代直接电子传递
- 信号读出：便携式血糖仪或连续监测仪，将电流转换为葡萄糖浓度显示
中文摘要
血糖监测已成为糖尿病管理中不可或缺的工具。为维持正常血糖水平，过去50年来葡萄糖生物传感器技术迅速发展，涵盖即时检测（POCT）设备、连续葡萄糖监测系统（CGMS）以及无创葡萄糖监测系统。本文综述了葡萄糖生物传感器的发展简史、基本工作原理、分析性能要求及其在临床实践中的应用现状。文章指出，当前大多数商用葡萄糖生物传感器为电化学型，尤其是基于葡萄糖氧化酶（GOx）或葡萄糖脱氢酶（GDH）的安培型传感器；其性能受酶选择、电子传递介质、电极材料、膜结构和干扰物等因素影响。尽管便携式血糖仪和植入式连续监测装置已显著改善糖尿病患者的血糖控制，但准确、可靠、长期稳定的血糖监测仍面临挑战。未来需要在传感器技术改进、分析性能目标标准化、质量控制以及对非专业用户的持续评估与培训方面进一步推进。
英文摘要
Blood glucose monitoring has been established as a valuable tool in the management of diabetes. Since maintaining normal blood glucose levels is recommended, a series of suitable glucose biosensors have been developed. During the last 50 years, glucose biosensor technology including point-of-care devices, continuous glucose monitoring systems and noninvasive glucose monitoring systems has been significantly improved. However, there continues to be several challenges related to the achievement of accurate and reliable glucose monitoring. Further technical improvements in glucose biosensors, standardization of the analytical goals for their performance, and continuously assessing and training lay users are required. This article reviews the brief history, basic principles, analytical performance, and the present status of glucose biosensors in the clinical practice.