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
NADH（β-烟酰胺腺嘌呤二核苷酸，NADH）；样品基质：0.1 M pH 7.0磷酸盐缓冲液（PBS），选择性实验含抗坏血酸（AA）
检测原理
该传感器以MPECVD碳纳米片修饰玻璃碳电极，利用CNS多孔结构、大量石墨烯边缘/缺陷及含氧基团增强界面电子转移。NADH接近电极表面后，在CNS边缘位点和含氧基团催化下发生不可逆电氧化，氧化峰由裸GCE的+0.530 V负移至+0.336 V，过电位显著降低。NADH浓度升高时，表面氧化速率和阳极峰电流增大，线性扫描伏安法在0–500 mM范围内峰电流与浓度呈线性关系。信号换能为电子从NADH经CNS导电网络传递至GCE，最终由电化学工作站记录电流，无酶或核酸放大，依赖碳纳米片本征电催化。
检测灵敏度
LOD: about 0.44 mM (S/N=3)；线性范围: 0–500 mM；R=0.99665；灵敏度: 85.8 mA M−1 或 715 mA M−1 cm−2
效应效果
该CNS修饰电极制备简单，可重复性较好。稳定性方面，电极在室温空气中保存一周后，NADH氧化峰仅正移12 mV，峰电流略有下降、背景电流略增，仍保持良好响应。选择性方面，在1 mM抗坏血酸（AA）和1 mM NADH共存体系中，AA氧化峰位于+0.078 V，NADH氧化峰位于+0.355 V，两峰分离267 mV，表明可在AA干扰下选择性检测NADH。作者指出其灵敏度高于多数已报道碳纳米材料NADH传感器，检出限低于石墨烯基传感器，适用于NADH的电化学快速检测。
传感器的构成
- 基底电极：玻璃碳电极（GCE，Ø=3 mm），经0.05 μm氧化铝抛光，作为工作电极与电化学换能器。
- 纳米修饰层：微波等离子体增强化学气相沉积碳纳米片（MPECVD CNS，3 mm×4 mm×10 mm），多孔且富含石墨烯边缘/缺陷和含氧基团，催化NADH氧化并加速电子转移。
- 识别元件：无独立生物识别元件，NADH直接在CNS表面发生电化学氧化。
- 信号标记物：无外源标记物，NADH氧化产生的阳极电流作为检测信号。
- 辅助电极：铂丝（Pt wire）作为对电极，Ag/AgCl（3 M KCl）作为参比电极，构成三电极电化学体系。
中文摘要
本研究报道了微波等离子体增强化学气相沉积（MPECVD）制备碳纳米片（CNSs）的表征及其在电化学生物传感器中的应用。所生长的CNS膜具有多孔结构，含有大量石墨烯边缘，且厚度大多小于2 nm，经扫描电镜和透射电镜确认。以表面敏感探针Fe(CN)6^3−/4−测试表明，原始CNS相比玻璃碳电极具有更快的电子转移速率，这主要归因于其表面存在更多边缘位点。氧敏感探针Fe3+/2+进一步证实CNS膜中的含氧物种可提升其电化学活性。作者首次将MPECVD制备的CNS膜修饰电极用于NADH检测。由于CNS富含石墨烯边缘，可在0.336 V处高效催化NADH氧化。该传感器在0–500 mM范围内对NADH呈线性响应（R=0.99665），灵敏度为85.8 mA M−1或715 mA M−1 cm−2，NADH检出限约为0.44 mM（S/N=3）。此外，传感器对NADH检测表现出良好稳定性，并能在抗坏血酸存在下实现选择性检测。
英文摘要
Characterization and application of carbon nanosheets (CNSs) grown by microwave plasma enhanced chemical vapor deposition (MPECVD) have been investigated for the electrochemical biosensor. The as-grown CNS films possess a porous structure with a large amount of graphene edges which most of them are less than 2 nm in thickness, as confirmed by scanning and transmission electron microscopes. "Surface-sensitive" probe, Fe(CN)(6)(3-/4-), exhibits that the original CNSs have faster electron transfer than glassy carbon electrode, owing to much more edge plane sites on the original CNS surface. "Oxygen-sensitive" probe, Fe(3+/2+) also confirmed that the oxygen species in the CNS film can improve its electrochemical activity. The modified electrode by MPECVD CNS films has been used to detect NADH for the first time. The CNSs with many graphene edges efficiently catalyse the oxidation of NADH at 0.336 V. The biosensor linearly responds to NADH in the range of 0-500 μM (R=0.99665), the sensitivity of the electrode is 85.8 mA M(-1) or 715 mA M(-1) cm(-2), and the detection limit of NADH is about 0.44 μM (S/N=3). The biosensor also displays excellent stability for NADH detection and good selectivity in the interference from ascorbic acid.