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PBS缓冲液（pH 7.0），文中面向血浆葡萄糖（plasma glucose）检测。
检测原理
葡萄糖扩散进入分层NPG结构，被固定在大孔层中的葡萄糖氧化酶（GOx）催化氧化，生成过氧化氢（H2O2）。H2O2经小孔层传质至电极表面，在-0.2 V vs SCE下被小孔NPG/AuAg层电催化还原，产生还原电流。小孔层孔径约12 nm，具有较高比表面积并含残余Ag，电催化活性高于孔径30–40 nm的均匀NPG；大孔层孔径约100 nm，可容纳GOx并避免酶覆盖小孔活性表面，从而保持高活性面积。随着葡萄糖浓度升高，H2O2生成速率增加，稳态电流增大，在0–22 mM范围内呈线性。检测电位较低，葡萄糖直接氧化可忽略，常见干扰物无明显响应。
检测灵敏度
LOD: ∼10 μM (S/N = 3)；线性范围: 0–22 mM；R = 0.996
效应效果
分层NPG传感器对葡萄糖响应灵敏，加入1.0 mM葡萄糖后4 s内电流达到峰值。与GOx/普通NPG相比，其电流响应更高，线性范围由0–17 mM扩展至0–22 mM。生理浓度抗坏血酸（0.1 mM）、对乙酰氨基酚（0.1 mM）和尿酸（0.02 mM）无明显干扰。连续工作1500 s后电流几乎不变，而普通NPG降至约90%。5个新制备传感器对5 mM葡萄糖的RSD约4.6%；4℃保存1个月后响应保留约96%。固定化GOx比自由GOx保留>80%比活性，7次重复使用保留约92%，PBS浸提1 h未检出泄漏。作者认为该传感器可满足血浆葡萄糖（3–8 mM）快速、灵敏、稳定检测需求。
传感器的构成
- 基底/换能器电极：Au30Ag70合金经脱合金/退火/再脱合金制备的分层纳米孔金（stratified NPG），连接金线（Au wire）作为工作电极。
- 大孔固定层：孔径约100 nm的纳米孔金（NPG）层，作为葡萄糖氧化酶（GOx）容器与固定化载体。
- 识别元件：葡萄糖氧化酶（GOx），固定于大孔层中，催化葡萄糖氧化生成过氧化氢（H2O2）。
- 小孔信号层：孔径约12 nm的纳米孔AuAg合金层，提供高比表面积并电催化还原H2O2产生安培电流。
- 封闭层：大孔侧表面涂覆胶粘剂（adhesive），密封GOx防止泄漏并引导小分子经小孔层传质。
- 电化学检测电极：铂网（Pt gauze）对电极与饱和甘汞电极（SCE）参比电极，配合CHI 660C工作站进行安培读出。
中文摘要
本文通过脱合金/退火/再脱合金策略制备具有分层微结构的纳米孔金（NPG），用于电化学生物传感。第一次脱合金与退火形成含大孔NPG层的NPG/AuAg合金复合体，第二次脱合金进一步蚀刻AuAg合金部分，生成小孔NPG层。大孔层（约100 nm）用作葡萄糖氧化酶（GOx）容器，小孔层（约12 nm）用作信号产生层。结果表明，该分层NPG是酶固定化和酶基生物传感器制备的良好支撑材料。固定化GOx在7次重复使用后仍保留约92%初始活性。负载GOx的分层NPG生物传感器在-0.2 V下对葡萄糖产生安培响应，4 s内达到峰值，线性范围为0–22 mM，检出限约10 μM，较孔径均匀30–40 nm的普通NPG（线性范围至17 mM）更灵敏且线性范围更宽。该传感器抗干扰、稳定性好，适用于血浆葡萄糖检测。
英文摘要
By a dealloying/annealing/redealloying strategy, nanoporous gold (NPG) with hierarchical microstructure is fabricated for electrochemical biosensing application. The first dealloying and annealing would produce NPG/AuAg alloy composite with a large-pore NPG layer and the second dealloying would further etch the AuAg alloy part in the composite, generating a small-pore NPG layer. By using the large-pore (≈ 100 nm) layer as the glucose oxidase (GOx) container, and the small-pore (≈ 12 nm) layer as a signal producer, this novel hierarchical NPG is demonstrated to be a good support for enzyme immobilization and fabricating enzyme-based biosensors. The immobilized GOx retains ≈ 92% of the initial activity after 7 repeated use. The GOx-loaded stratified NPG biosensor can detect glucose more sensitively with a wider linear range (up to 22 mM) than normal NPG with a uniform pore size of 30-40 nm (linear range: up to 17 mM).