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）；样品基质为磷酸盐缓冲液（PBS, 50 mM, pH 7.0, 0.9% NaCl），未报道血清、尿液等实际样品。
检测原理
葡萄糖进入 GOx/CH–Fe3O4/ITO 界面后，被固定化葡萄糖氧化酶（GOx）催化氧化，生成葡萄糖酸内酯和过氧化氢（H2O2），同时 GOx 被还原。CH–Fe3O4 纳米复合膜中 Fe3O4 纳米粒子具有导电/电子介导作用，可接受还原型 GOx 的电子并将电子传递至 ITO 电极，使氧化电流随葡萄糖浓度增加而线性增大。该过程不依赖 H2O2 的直接电化学氧化，而是利用纳米复合膜促进酶–电极间电子转移，实现快速安培/CV 响应。在光度检测中，H2O2 在辣根过氧化物酶（HRP）催化下氧化邻联苯胺（o-dianisidine），500 nm 吸光度随葡萄糖浓度升高而增加。
检测灵敏度
LOD: 0.5 mM；线性范围: 10–400 mg dL−1（表1: 0.5–22 mM）；灵敏度: 9.3 μA/(mg dL cm2)（表1: 9.3 μA mM−1 cm−2）；R^2 = 0.9935
效应效果
该传感器对胆固醇（5 mM）、抗坏血酸（0.05 mM）、尿酸（0.1 mM）和尿素（1 mM）等干扰物基本无响应，仅胆固醇使葡萄糖（100 mg dL−1）电流降低约 6%。电化学线性回归相关系数 R^2 为 0.9935，标准偏差 0.00316 μA；CV 峰高与扫描速率线性相关系数 0.9937；光度实验三次重复误差约 1%。4 °C 冷藏保存 8 周后仍保留约 80% GOx 活性；温度 10–45 °C 中 35 °C 后酶失活，活化能 18 kJ mol−1。与文献中纳米粒子/壳聚糖体系相比，其响应时间约 5 s、Km 0.141 mM、灵敏度 9.3 μA/(mg dL cm2)，作者认为适合临床葡萄糖检测。
传感器的构成
- 基底/换能器电极：ITO 玻璃（indium–tin oxide, ITO），提供导电表面与电子换能。
- 纳米材料修饰层：壳聚糖–四氧化三铁纳米复合膜（CH–Fe3O4 nanocomposite film），CH 成膜并分散 Fe3O4，Fe3O4 促进电子转移。
- 识别元件：葡萄糖氧化酶（GOx），通过物理吸附/静电作用固定于 CH–Fe3O4 膜，催化葡萄糖氧化。
- 电子传递层：CH–Fe3O4 纳米复合膜中的 Fe3O4 纳米粒子作为电子受体/介质，接受还原 GOx 的电子并传递至 ITO。
- 光度显色试剂：辣根过氧化物酶（HRP）与邻联苯胺（o-dianisidine），用于 H2O2 显色及酶活/稳定性评价。
- 电解质：磷酸盐缓冲液（PBS, 50 mM, pH 7.0, 0.9% NaCl），提供离子导电环境。
中文摘要
本文报道了一种基于四氧化三铁（Fe3O4）纳米粒子–壳聚糖（CH）纳米复合膜的葡萄糖生物传感器。采用共沉淀法制备 Fe3O4 纳米粒子，将其分散于 CH 溶液中，在氧化铟锡（ITO）玻璃表面制备 CH–Fe3O4 纳米复合膜，并通过物理吸附将葡萄糖氧化酶（GOx）固定于膜上。XRD 和 TEM 结果显示 Fe3O4 粒径约 22 nm；UV–vis、FTIR 和 SEM 表征证实纳米复合膜形成及 GOx 成功固定。该 GOx/CH–Fe3O4/ITO 生物电极在磷酸盐缓冲液中具有 5 s 响应时间，对葡萄糖的线性范围为 10–400 mg dL−1，灵敏度为 9.3 μA/(mg dL cm2)，冷藏条件下保存约 8 周。测得 Michaelis–Menten 常数 Km 为 0.141 mM，表明固定化 GOx 对葡萄糖具有较高亲和力。
英文摘要
Iron oxide (Fe(3)O(4)) nanoparticles prepared using co-precipitation method have been dispersed in chitosan (CH) solution to fabricate nanocomposite film on indium-tin oxide (ITO) glass plate. Glucose oxidase (GOx) has been immobilized onto this CH-Fe(3)O(4) nanocomposite film via physical adsorption. The size of the Fe(3)O(4) nanoparticles estimated using X-ray diffraction (XRD) pattern and transmission electron microscopy (TEM) has been found to be approximately 22 nm. The CH-Fe(3)O(4) nanocomposite film and GOx/CH-Fe(3)O(4)/ITO bioelectrode have been characterized using UV-visible and Fourier transform infrared (FTIR) spectroscopic and scanning electron microscopy (SEM) techniques, respectively. This GOx/CH-Fe(3)O(4)/ITO nanocomposite bioelectrode has response time of 5s, linearity as 10-400 mgdL(-1) of glucose, sensitivity as 9.3 microA/(mgdLcm(2)) and shelf life of about 8 weeks under refrigerated conditions. The value of Michaelis-Menten (K(m)) constant obtained as 0.141 mM indicates high affinity of immobilized GOx towards the substrate (glucose).