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：缓冲液/葡萄糖溶液、人血清、全血（综述提及）
检测原理
综述涵盖酶法与非酶法。酶法中，葡萄糖氧化酶(GOD)识别并催化葡萄糖氧化，生成过氧化氢(H2O2)；H2O2在碳纳米管(CNT)、石墨烯或金属纳米粒子修饰电极上发生低电位电催化，产生与葡萄糖浓度成正比的安培电流。也可通过介体、氧化还原聚合物或SWCNT纳米连接器将GOD的FAD电子传递至电极，实现直接电子转移。非酶法中，Ni、CuO等金属/金属氧化物在碱性介质中经M(III)/M(II)或M(OOH)/M(OH)2氧化还原循环直接氧化葡萄糖，碳纳米材料增大电活性面积并加速电子转移。FET传感器则利用GOD催化引起的局部pH、电荷或构象变化改变SWCNT通道电导。
检测灵敏度
CNT/Ni 非酶传感器：LOD: 2 µM（S/N = 3；表1为 1 µM）；线性范围: 5 µM–7 mM；灵敏度: 1,433 µA·mM−1·cm−2；R^2 = 0.9902（回归式 Ipa (µA) = 16.48 + 85.96 c (mM)）。CuO-MWCNT 非酶传感器：LOD: 800 nM；线性范围: 至 3.0 mM；灵敏度: 2,190 µA·mM−1·cm−2。CuO/MWCNTs：LOD: 0.2 µM（信噪比 = 3）；线性范围: 至 1.2 mM；灵敏度: 2,596 µA·mM−1·cm−2。CNT 纤维酶传感器：LOD: 25 μM；线性范围: 25 μM–30 mM（25 μM–2 mM 与 2 mM–30 mM 两段）。
效应效果
综述指出碳纳米材料葡萄糖传感器普遍响应快、灵敏度高、工作电位低。CNT/Ni 非酶电极在 0.1 M NaOH 中线性 5 µM–7 mM，LOD 2 µM，灵敏度 1,433 µA·mM−1·cm−2；CuO/MWCNT 抗氯离子中毒，可避免抗坏血酸、多巴胺、尿酸和糖类干扰，响应约 1 s，并用于人血清分析。Pt-CNT 电极 20 天保持 94%、1 个月保持 90%；CNT 纤维 10–70 天灵敏度基本恒定，90 天后下降；石墨烯 GOD 传感器重现性 3.2%（10 次连续测量）。作者认为 CNT/石墨烯适合微型化、连续监测和植入式应用，但毒性、大规模制备和体内稳定性仍需解决。
传感器的构成
- 基底/换能器电极：玻璃碳电极(GC)、金电极(Au)、硅/二氧化硅(Si/SiO2)、ITO/PET 等，提供导电基底与电化学或 FET 换能。
- 碳纳米材料修饰层：单壁碳纳米管(SWCNT)、多壁碳纳米管(MWCNT)、碳纳米管纤维(CNT fiber)、石墨烯(GR)/氧化石墨烯(GO)/还原氧化石墨烯(ERGO)，提供高比表面积、导电通道与电子转移动力学。
- 金属/金属氧化物催化层：镍(Ni)、氧化铜(CuO)、钯(Pd)、铂(Pt)、金-钯(AuPd)纳米粒子，用于非酶葡萄糖直接电催化或 H2O2 电催化。
- 识别元件：葡萄糖氧化酶(GOD/GOx)，催化葡萄糖氧化生成 H2O2 或实现 FAD 直接电子转移；非酶传感器以金属/金属氧化物替代识别元件。
- 介体/电子连接层：二茂铁衍生物、铁氰化钾、聚吡啶/聚咪唑氧化还原聚合物、SWCNT 纳米连接器，用于酶与电极间电子穿梭或长程电子连接。
- 固定/封装膜：Nafion、醋酸纤维素、环氧树脂-聚氨酯(EPU)、壳聚糖(chitosan)、聚吡咯(Ppy)、3-GPTS，用于固定酶、抗干扰或形成半透膜。
- 信号读出：安培电流、电位/电压或 FET 电阻/电流变化，由电化学工作站或 FET 电路读出。
中文摘要
自1991年Iijima发现碳纳米管以来，碳基纳米材料因高比表面积、高电导率、化学稳定性与机械强度而被广泛用于传感元件，通常可带来更高灵敏度与更低检测限。本综述首先简述葡萄糖生物传感器的发展历史，并介绍碳纳米管与石墨烯基葡萄糖生物传感器的合成方法、最新传感策略以及非酶混合传感器。文中讨论碳纳米管糊状电极、碳纳米管阵列/纳米电极阵列、碳纳米管场效应晶体管、碳纳米管纤维，以及石墨烯酶法与非酶法传感器，强调碳纳米材料可促进电子转移、降低工作电位并提高抗干扰能力。最后，作者总结碳纳米材料在葡萄糖传感中的现状与未来方向，指出大规模制备、毒性、体内稳定性和器件集成仍是关键问题。
英文摘要
There has been an explosion of research into the physical and chemical properties of carbon-based nanomaterials, since the discovery of carbon nanotubes (CNTs) by Iijima in 1991. Carbon nanomaterials offer unique advantages in several areas, like high surface-volume ratio, high electrical conductivity, chemical stability and strong mechanical strength, and are thus frequently being incorporated into sensing elements. Carbon nanomaterial-based sensors generally have higher sensitivities and a lower detection limit than conventional ones. In this review, a brief history of glucose biosensors is firstly presented. The carbon nanotube and grapheme-based biosensors, are introduced in Sections 3 and 4, respectively, which cover synthesis methods, up-to-date sensing approaches and nonenzymatic hybrid sensors. Finally, we briefly outline the current status and future direction for carbon nanomaterials to be used in the sensing area.