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：0.05 M PBS + 0.1 M KCl（pH 6.0），文中提及人血清/血液葡萄糖应用
检测原理
传感器以 GOD 为识别元件，葡萄糖在 GOD 催化下被氧化为葡萄糖酸并生成 H2O2。PB–FCNF 修饰层中，FCNF 提供导电骨架、大比表面积和羧基锚定位点，PB 纳米结构作为人工过氧化物酶/电子转移介质，在约 0.12 V 的电位下将 H2O2 电催化还原，PB 与普鲁士白之间发生循环氧化还原，形成 EC' 催化过程。葡萄糖浓度越高，生成的 H2O2 越多，PB 催化还原 H2O2 产生的还原电流越大，因此安培电流与葡萄糖浓度成正比。壳聚糖固定 GOD 并维持酶活性，多孔 PB–FCNF 结构促进电子和物质传递，提高灵敏度。
检测灵敏度
LOD: 0.5 µM；线性范围: 0.02–12 mM；灵敏度: 35.94 µA cm−2 mM−1；r = 0.9998
效应效果
该传感器在 0.05 M PBS + 0.1 M KCl（pH 6.0）中对葡萄糖的 95% 稳态响应时间小于 5 s。选择性方面，尿酸、抗坏血酸、多巴胺、甘露糖、半乳糖、果糖、乳酸、牛血清白蛋白和 L-半胱氨酸等 5 倍浓度干扰物以及 Na+、Ca2+、Mg2+ 等 5 倍浓度离子均无明显干扰。稳定性方面，连续工作 35 min 时电流保持初始值的 95%，4 ℃ 储存 30 d 后对 1.0 mM 葡萄糖的响应仅下降 3.1%。重复性 RSD 为 5.6%，电极间重现性 RSD 为 6.4%。与文献中基于 PB 的葡萄糖传感器相比，其线性范围、灵敏度和检出限综合表现更优，作者认为其可用于实际葡萄糖检测。
传感器的构成
- 基底/换能器电极：玻碳电极（GCE），经抛光和清洗，作为电子转导基底。
- 纳米材料修饰层：羧基功能化碳纳米纤维（FCNF），由 PAN 静电纺丝碳化并经硝酸氧化引入羧基，提供大比表面积、导电通道和锚定位点。
- 纳米催化层：普鲁士蓝（PB）纳米结构，在 FCNF 表面可控生长，作为 H2O2 电催化还原介质。
- 固定基质：壳聚糖（CS），与 GOD 混合滴涂，提供氨基微环境并固定酶。
- 识别元件：葡萄糖氧化酶（GOD），催化葡萄糖氧化生成葡萄糖酸和 H2O2。
- 信号产物：过氧化氢（H2O2），由 GOD 催化产生并被 PB 电催化还原，产生安培电流。
中文摘要
葡萄糖检测在生物分析、临床诊断和食品工业中非常重要，尤其用于糖尿病常规监测。本文报道了一种基于普鲁士蓝（PB）纳米结构/羧基功能化碳纳米纤维（FCNF）纳米复合材料的电化学葡萄糖检测方法。通过让 PB 在 FCNF 表面可控生长构建 PB–FCNF 纳米复合材料，并用扫描电子显微镜、X 射线衍射和 X 射线光电子能谱进行表征，详细讨论了其形成机制。PB–FCNF 修饰玻碳电极（PB–FCNF/GCE）对葡萄糖氧化酶（GOD）催化葡萄糖氧化产生的过氧化氢（H2O2）具有良好电催化还原能力。进一步将 GOD 固定于 PB–FCNF/GCE 上，在相对负电位下监测生成的 H2O2，构建了安培型葡萄糖生物传感器。该传感器响应时间为 5 s，检出限为 0.5 µM，线性范围为 0.02–12 mM，灵敏度为 35.94 µA cm−2 mM−1，并具有良好的稳定性、重复性和选择性，具有实际应用潜力。
英文摘要
Glucose detection is very important in biological analysis, clinical diagnosis and the food industry, and especially for the routine monitoring of diabetes. This work presents an electrochemical approach to the detection of glucose based on Prussian blue (PB) nanostructures/carboxylic group-functionalized carbon nanofiber (FCNF) nanocomposites. The hybrid nanocomposites were constructed by growing PB onto the FCNFs. The obtained PB-FCNF nanocomposites were characterized by scanning electron microscopy, x-ray diffraction and x-ray photoelectron spectroscopy. The mechanism of formation of PB-FCNF nanocomposites was investigated and is discussed in detail. The PB-FCNF modified glassy carbon electrode (PB-FCNF/GCE) shows good electrocatalysis toward the reduction of H(2)O(2), a product from the reduction of O(2) followed by glucose oxidase (GOD) catalysis of the oxidation of glucose to gluconic acid. Further immobilizing GOD on the PB-FCNF/GCE, an amperometric glucose biosensor was achieved by monitoring the generated H(2)O(2) under a relatively negative potential. The resulting glucose biosensor exhibited a rapid response of 5 s, a low detection limit of 0.5 μM, a wide linear range of 0.02-12 mM, a high sensitivity of 35.94 μA cm(-2) mM(-1), as well as good stability, repeatability and selectivity. The sensor might be promising for practical application.