组成图示
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传感器类型
全细胞生物传感器
检测对象
葡萄糖（glucose）、抗菌剂 Zefiran（antimicrobial agent）；样品基质：50 mM 磷酸钠缓冲液（pH 6.5）
检测原理
PBDT 修饰石墨电极上固定的氧化葡糖杆菌以葡萄糖为底物，以氧为终端电子受体进行呼吸代谢。葡萄糖经透析膜扩散进入细胞层，被膜结合氧化酶/呼吸链氧化，导致电极附近溶解氧被消耗。在 -0.7 V（vs Ag/AgCl）下，氧还原/氧消耗引起安培电流发生稳态变化；加入葡萄糖前后稳态电流差 ΔI 与葡萄糖浓度成正比，从而实现定量检测。抗菌剂 Zefiran 与细胞作用后抑制其呼吸活性，使葡萄糖诱导的 ΔI 随 Zefiran 浓度增加而线性下降。PBDT 作为导电三维基质固定细胞并维持电子传导微环境，透析膜防止细胞泄漏但不造成明显扩散限制。
检测灵敏度
LOD: 0.13 mM；线性范围: 0.5–2.0 mM；灵敏度: 0.953 mM；方程: y = 0.625x + 0.521；R^2 = 0.994
效应效果
1.0 mM 葡萄糖重复 6 次，SD 为 1.1 ± 0.079 mM，CV 2.85%；4 h 操作稳定性下降 16.7%，完成 21 次测量。底物特异性显示对乙醇响应较高，对木糖、半乳糖较低，对甘露糖无信号。Zefiran 0.05%、0.1%、0.25%、0.5% 分别抑制响应 50%、56%、63.6%、70.6%，呈线性。BSA 吸附 0.12 ± 0.05 mg/2 cm²，细胞固定后接触角由 67.14° 增至 97.47°。作者认为体系简单稳定，可用于葡萄糖、乙醇、半乳糖及抗菌剂检测。
传感器的构成
- 工作电极/基底：石墨电极（graphite electrode, RW001，直径3.05 mm，孔隙率13%），提供导电基底并作为电化学换能器。
- 导电聚合物修饰层：PBDT（poly(4,7-di(2,3)-dihydrothienol[3,4-b][1,4]dioxin-5-yl-benzo[1,2,5]thiadiazole)），由 BDT 单体在 0.1 M TBAPF6/DCM 中电聚合（50 圈，325 mC，约7.2 μm），形成三维固定基质并辅助电子传导。
- 识别/生物催化元件：Gluconobacter oxydans DSM 2343 全细胞，涂覆于 PBDT 表面并干燥固定，利用膜结合氧化酶/呼吸代谢氧化葡萄糖。
- 隔离/固定层：透析膜（cellulose membrane，25 mm × 16 mm），覆盖细胞层，防止细胞泄漏并允许葡萄糖与氧扩散。
- 密封固定件：硅橡胶 O 形圈（silicone rubber O-ring），固定透析膜并维持电极表面结构。
- 三电极体系：Ag/AgCl（3.0 M KCl）参比电极与铂（Pt）对电极，配合 PalmSens 电化学工作站完成安培/循环伏安测量。
中文摘要
本研究将含苯并噻二唑单元的导电聚合物聚[4,7-双(2,3-二氢噻吩并[3,4-b][1,4]二氧六环-5-基]苯并[1,2,5]噻二唑]（PBDT）通过循环伏安法电沉积到石墨电极上，作为微生物生物传感器的固定基质。作者以牛血清白蛋白（BSA）考察了 PBDT 表面的蛋白吸附能力，并将氧化葡糖杆菌（Gluconobacter oxydans）全细胞固定于修饰电极表面。以葡萄糖为底物，在 -0.7 V（vs Ag/AgCl）下通过安培法监测细胞呼吸活性引起的电流变化，该响应与底物浓度成正比。文中优化了电聚合圈数、pH 和细胞负载，并表征了操作稳定性、存储稳定性及表面形貌。结果表明，PBDT 基质可制备出灵敏、稳定的电化学微生物传感器，并可用于葡萄糖分析及抗菌剂对细胞活性的抑制检测。
英文摘要
Poly(4,7-di(2,3)-dihydrothienol[3,4-b][1,4]dioxin-5-yl-benzo[1,2,5]thiadiazole) (PBDT) was electrochemically deposited on graphite electrodes and used as a matrix for microbial biosensing studies. Moreover, protein adsorption property of the surface was investigated using bovine serum albumin (BSA). For the biosensor preparation, after electrochemical deposition of the polymeric matrix, Gluconobacter oxydans cells were immobilized on the modified electrode. Glucose was used as the substrate and biosensor response was followed successfully at -0.7 V vs Ag/AgCl due to the respiratory activity of the cells which is directly proportional with the substrate concentration. Characterizations were carried out in terms of several parameters such as operational and storage stabilities and surface morphologies. Finally, the effect of antimicrobial agent on the cell based response was tested. As a matrix, conducting polymers enable the preparation of sensitive and stable electrochemical microbial biosensors.