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，β-D-glucose）；样品基质为 PBS 缓冲液（0.1 M PBS，pH 5.5/7.0）
检测原理
该传感器以 GOD 为识别与催化元件，CS–PPy 纳米复合材料为生物相容导电基质。葡萄糖进入电极表面后，被 GOD 催化氧化为葡萄糖内酯，同时 GOD 的 FAD 辅基被还原为 FADH2。CS 提供类似天然微环境，维持 GOD 构象与活性；PPy 纳米粒子形成连续导电通路，降低电子转移阻力，使 GOD 活性中心与 GCE 之间发生直接电子转移。在 +0.132 V 工作电位下，FAD/FADH2 氧化还原及伴随的 H2O2 电化学氧化产生安培电流。葡萄糖浓度越高，单位时间内 GOD 催化循环越快，稳态电流越大，因此电流响应与葡萄糖浓度呈线性关系。
检测灵敏度
LOD: 1.55×10^-5 M (S/N=3)；线性范围: 5.00×10^-4–1.47×10^-1 M；灵敏度斜率: 2.3466×10^-4 μA/M；R^2 = 0.9992
效应效果
该传感器响应迅速，对葡萄糖在 5 s 内达到最大稳态电流的 95%；CV 在 500 次循环后仍保持稳定；对尿酸（UA）和抗坏血酸（AA）等常见干扰物无明显电流变化，选择性良好。重现性方面，同一传感器三次测量 1×10^-3 M 葡萄糖的 RSD 为 4.3%，五个独立制备传感器的 RSD 为 5.8%；4 °C PBS 中保存 7 d 后对 1×10^-3 M 葡萄糖的电流响应无明显下降，稳定性良好。与表 1 所列 Au 纳米粒子/CS/GOD、石墨烯/CS/CNTs/GOD 等葡萄糖传感器相比，本文 CS–PPy 传感器具有更宽线性范围（0.5–147 mM）和较低检测限（0.0155 mM），作者认为其可用于临床检测。
传感器的构成
- 基底/换能器电极：玻璃碳电极（GCE），作为工作电极提供电子转导与电流读出
- 硅烷化界面层：3-氨基丙基三乙氧基硅烷（APTES），通过硅氧键连接 GCE 表面并提供氨基
- 交联固定层：戊二醛（glutaraldehyde），醛基与 APTES 及壳聚糖氨基反应形成共价交联
- 纳米复合材料修饰层：壳聚糖–聚吡咯（CS–PPy）纳米复合材料，CS 提供生物相容微环境，PPy 提供导电通路
- 识别元件：葡萄糖氧化酶（GOD），催化葡萄糖氧化并保留生物活性
- 识别元件固定剂：戊二醛（glutaraldehyde），与 GOD 及 CS–PPy 中氨基反应，实现 GOD 共价固定
中文摘要
纳米胶体的固有性质和应用潜力主要由尺寸、形状、组成和结构决定。本文以壳聚糖–聚吡咯（CS–PPy）纳米复合材料作为特殊修饰材料涂覆于玻璃碳电极（GCE）表面，开发了一种新型葡萄糖生物传感器。采用透射电子显微镜（TEM）和扫描电子显微镜（SEM）对 CS–PPy 纳米复合材料进行表征，并通过傅里叶变换红外光谱（FTIR）与圆二色谱（CD）联合研究其与葡萄糖氧化酶（GOD）的相互作用。由于聚吡咯（PPy）具有良好的导电性、壳聚糖（CS）具有良好的生物相容性以及纳米粒子的优势，CS–PPy 纳米复合材料被用于修饰 GCE，以保留 GOD 的生物活性并促进 GOD 与电极之间的电子转移。所构建的 GOD 生物传感器对葡萄糖具有快速安培响应（5 s），在 5.00×10^-4 至 1.47×10^-1 M 葡萄糖浓度范围内呈现良好的线性电流–时间关系，检测限为 1.55×10^-5 M。该传感器制备方法简单、性能良好，具有实际应用潜力。
英文摘要
The intrinsic properties and application potential of nanocolloids are mainly determined by size, shape, composition, and structure. In this case, a novel glucose biosensor was developed by using the chitosan-polypyrrole (CS-PPy) nanocomposites as special modified materials that coating onto the surface of glassy carbon electrode (GCE). The CS-PPy nanocomposites were characterized by transmission electron microscopy (TEM) and scanning electron microscopy (SEM), respectively. Moreover, the interaction of CS-PPy nanocomposites with glucose oxidase (GOD) was also investigated by the combined studies with Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) and circular dichroism spectroscopy (CD). Due to the conductivity of polypyrrole (PPy), good biocompatibility of CS, and advantages of nanoparticles, CS-PPy nanocomposites were chosen and designed to modify the GCE for the retention of GOD's biological activity and the vantage of electron transfer between GOD and electrodes. The GOD biosensor exhibited a fast amperometric response (5s) to glucose, a good linear current-time relation over a wide range of glucose concentrations from 5.00×10(-4) to 1.47×10(-1)M, and a low detection limit of 1.55×10(-5)M. The GOD biosensor modified with CS-PPy nanocomposites will have essential meaning and practical application in future that attributed to the simple method of fabrication and good performance.