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
过氧化氢（hydrogen peroxide, H2O2）、葡萄糖（glucose, Glc）；实验基质为0.1 M PBS（pH 7.0，含0.1 M KCl）搅拌溶液，作者提出可应用于血液葡萄糖监测但未测试真实血清。
检测原理
该传感器以固定于PPNWAE表面的葡萄糖氧化酶（GOD）为识别元件。葡萄糖扩散至电极表面并被GOD催化氧化为葡萄糖酸，同时GOD由氧化态还原为还原态；还原态GOD被溶液中溶解氧重新氧化，按化学计量生成H2O2。生成的H2O2扩散进入三维有序多孔铂纳米线阵列，在+0.55 V下于Pt活性位点发生阳极氧化，产生法拉第电流。因多孔纳米线大幅提高有效电化学面积、缩短传质路径并促进电子转移，电流随H2O2及葡萄糖浓度升高而增大。直接检测H2O2时，H2O2同样在PPNWAE上电催化氧化，信号正比于其浓度。
检测灵敏度
H2O2：LOD: 3.6 mM；线性方程: I = 8.43324 + 364.2805CH2O2（CH2O2 = 4.5 mM–0.43 mM，R = 0.9998）；I = 0.00152 + 0.25638CH2O2 − 0.0038C^2_H2O2（CH2O2 = 0.43–27.1 mM，R = 0.9985）；灵敏度: 0.36 mA cm−2 mM−1（低浓段）、约0.26 mA cm−2 mM−1（高浓段）；检测范围: 4.5 mM–27.1 mM。葡萄糖：LOD: 4.5 mM；校准方程: I = 0.61763 − 0.40723exp(−CGlc/204.97586) − 0.2055exp(−CGlc/11.73513)，R = 0.9999；4.5–27.8 mM 灵敏度约8.74 mA cm−2 mM−1；总检测范围: 4.5 mM–189.5 mM；km: 14.6 mM。
效应效果
PPNWAE/GOD对葡萄糖响应快，稳态电流4–10 s达到；选择性方面，在5.6 mM葡萄糖存在下加入0.1 mM抗坏血酸（AA）和0.02 mM尿酸（UA），AA与UA的电流响应分别约为葡萄糖的24%和1%。与PNWAE/GOD相比，PPNWAE/GOD在高浓度葡萄糖下响应电流提高约100%，PPNWAE对H2O2响应提高约50%；同时具有更低检出限、更高灵敏度和更小米氏常数（14.6 mM对17.6 mM）。葡萄糖检测范围达4.5–189.5 mM，覆盖正常与糖尿病血糖水平，作者认为可用于医学和食品领域。未报告长期稳定性、RSD和真实样品回收率。
传感器的构成
- 基底/换能器电极：铂圆盘电极（Pt disk electrode, PE），作为导电基底并与纳米线阵列直接生长集成，保证导电性与稳定性。
- 模板/形貌控制层：多孔道蚀刻聚碳酸酯膜（PC membrane，孔径400 nm），限定Pt–Cu合金纳米线沉积，随后用CH2Cl2溶解去除。
- 纳米线修饰层：三维有序自由多孔铂纳米线阵列（PPNWAE），由Pt–Cu合金电沉积并经25% HNO3脱除Cu形成，提供高活性面积和多孔粗糙表面。
- 对照修饰层：铂纳米线阵列（PNWAE），仅电沉积Pt形成无孔纳米线，用于比较孔隙结构的贡献。
- 识别元件：葡萄糖氧化酶（glucose oxidase, GOD），催化葡萄糖生成H2O2，是葡萄糖识别与转化的生物元件。
- 交联固定剂：戊二醛（glutaraldehyde, GA，5 wt%），与GOD混合后在4 ℃交联12 h，将GOD固定于纳米线表面。
- 电化学测量体系：Ag/AgCl参比电极、螺旋Pt丝对电极和0.1 M PBS（pH 7.0，含0.1 M KCl）支持电解质，用于三电极安培检测。
中文摘要
本文通过金属电沉积并将纳米线直接集成于铂圆盘电极，简便地制备了具有数纳米孔径的三维（3D）有序自由多孔铂（Pt）纳米线阵列电极（PPNWAE）以及无孔铂纳米线阵列电极（PNWAE）。PPNWAE具有高活性面积，对过氧化氢（H2O2）表现出优异灵敏度（0.36 mA cm−2 mM−1）和较宽检测范围（4.5 mM–27.1 mM）。进一步构建了基于葡萄糖氧化酶（GOD）的PPNWAE/GOD生物传感器，对葡萄糖具有显著较宽的检测范围（4.5 mM–189.5 mM）。与基于PNWAE的生物传感器相比，PPNWAE基生物传感器表现出更低的检出限、更高的灵敏度和更小的米氏–门滕常数km。特别是，由于颗粒状且更粗糙的多孔纳米线表面有利于提高GOD生物活性，PPNWAE/GOD对葡萄糖的响应电流比PNWAE/GOD高约100%，PPNWAE对H2O2的响应电流比PNWAE高约50%。还评估了PPNWAE/GOD葡萄糖生物传感器的选择性。
英文摘要
A three-dimensionally (3D) ordered freestanding porous platinum (Pt) nanowire array electrode (PPNWAE) with pores of several nanometers in size and a Pt nanowire array electrode (PNWAE) without pores were facilely fabricated by metal electrodeposition and direct integration with a Pt disk electrode. The unusual PPNWAE with high active area showed excellent sensitivity (0.36 mA cm(-2) mM(-1)) and a wide detection range (4.5 μM-27.1 mM) to hydrogen peroxide (H(2)O(2)). A glucose oxidase (GOD)-based biosensor (PPNWAE/GOD) with a considerably wide detection range (4.5 μM-189.5 mM) to glucose was demonstrated. Furthermore, a lower detection limit, higher sensitivity and smaller value of Michaelis-Menten constant k(m) were recorded for PPNWAE-based biosensors compared with PNWAE-based biosensors. Particularly, the response current to glucose of PPNWAE/GOD was ca. 100% higher than that of PNWAE/GOD and the response current to H(2)O(2) of PPNWAE was ca. 50% higher than that of PNWAE, owing to the granular and rougher porous nanowire surface enabling greater bioactivity for GOD. The selectivity of PPNWAE/GOD glucose biosensor was also estimated.