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, Glc）；样品基质：血液/血清、尿液、食品/实际样品、细胞内液/卵母细胞
检测原理
综述中葡萄糖传感主要基于电化学换能。酶型器件中，GOx催化葡萄糖氧化生成葡萄糖酸/葡萄糖内酯和H2O2；第一代通过O2还原或H2O2氧化产生电流，第二代利用Fe(CN)6^3-/4-、ferrocene等媒介加速电子传递，第三代利用ZnO、CeO2等纳米金属氧化物实现GOx直接电子传递。非酶型器件依靠CuO、MnO2、NiO等表面电催化直接氧化葡萄糖。电位法通过pH或界面电位变化，阻抗法通过Rct变化，电导法通过导电性变化，光学法通过GDH产酸改变SNARF-1-dextran荧光。信号随葡萄糖浓度增加而增强。
检测灵敏度
综述未报告单一器件；代表性数值：LOD: 12.0 μM；线性范围: 0.5 g L−1至4 g L−1；LOD: 34 μM；线性范围: 50 μM至5.0 mM；线性范围: 1 mM至10 mM；灵敏度: 5.01 μA mM−1；R^2 = 0.9972；LOD: 47 μM (S/N = 3)；灵敏度: 3.43 μA mM−1；LOD: 约0.025 mM
效应效果
综述指出，纳米金属氧化物葡萄糖传感器普遍具有较高灵敏度、快速响应和一定稳定性。ZnO/CeO2因高IEP利于GOx固定，可实现低干扰直接电子传递；CuO非酶传感器成本低、工作电位低，抗AA/UA干扰。PDDA/GOx/ZnO/MWNTs器件稳定性超过160天，与100份人血清光谱法结果相关系数0.997。Nafion–silica/MWNTs-g-PANI电极RSD为2.9–4.1%，加标回收率98.0–105.5%，对AA、UA、AP干扰可忽略。TiO2光学传感器4°C保存1个月仍保持灵敏度。作者认为其适合糖尿病监测与体内/半侵入式传感，但稳定性、抗干扰和商业化仍是挑战。
传感器的构成
- 基底/换能器电极：ITO、Au、GCE、SPE、Ag/AgCl参比电极，提供导电、电位控制和信号采集。
- 纳米材料修饰层：ZnO纳米棒/纳米线/纳米管、CuO/Cu2O纳米纤维/纳米线、MnO2、TiO2、CeO2、SiO2、ZrO2等，提供高比表面积、生物相容性和电子传递/电催化。
- 识别元件：葡萄糖氧化酶(GOx)或葡萄糖脱氢酶(GDH)，催化葡萄糖氧化；非酶型器件无识别元件，依赖金属氧化物直接电催化。
- 信号标记/电子媒介：Nafion、PDDA、壳聚糖(chitosan)、MWNTs、Pt纳米团簇、Fe(CN)6^3-/4-、hexacyanoferrate(III)、ferrocene(FcPF6)、PBQ/H2Q、SNARF-1-dextran，促进电子传递、固定酶或产生荧光/电位信号。
- 信号读出：电化学工作站或光学检测，输出电流、电位、阻抗、电导或荧光强度。
中文摘要
纳米技术为新型纳米结构材料在葡萄糖生物传感中的应用提供了新的机遇。纳米结构金属氧化物已被广泛用于开发具有高灵敏度、快速响应和良好稳定性的葡萄糖传感器，通过电化学氧化测定葡萄糖。本文主要综述了基于不同纳米结构金属氧化物（如ZnO、Cu(I)/(II)氧化物、MnO2、TiO2、CeO2、SiO2、ZrO2及其他金属氧化物）的葡萄糖生物传感器的发展。文章还重点讨论了这些纳米金属氧化物葡萄糖传感器的工作原理，包括电位法、安培法、阻抗法和电导法。最后，本文对这些纳米尺度传感器的未来前景及面临的挑战进行了总结与展望。
英文摘要
Nanotechnology has opened new and exhilarating opportunities for exploring glucose biosensing applications of the newly prepared nanostructured materials. Nanostructured metal-oxides have been extensively explored to develop biosensors with high sensitivity, fast response times, and stability for the determination of glucose by electrochemical oxidation. This article concentrates mainly on the development of different nanostructured metal-oxide [such as ZnO, Cu(I)/(II) oxides, MnO(2), TiO(2), CeO(2), SiO(2), ZrO(2,) and other metal-oxides] based glucose biosensors. Additionally, we devote our attention to the operating principles (i.e., potentiometric, amperometric, impedimetric and conductometric) of these nanostructured metal-oxide based glucose sensors. Finally, this review concludes with a personal prospective and some challenges of these nanoscaled sensors.