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：PBS 葡萄糖溶液，文中提及可适用于血糖检测
检测原理
该传感器以玻璃碳电极为基底，MWCNT/AuNPs/PFIL 复合膜固定 GOD。GOD 催化葡萄糖氧化生成葡萄糖内酯和 H2O2，同时消耗 O2。MWCNT 和 AuNPs 提供电子传导与电催化位点，PFIL 提供高离子电导和生物相容环境，使 GOD 的 FAD 中心发生直接电子转移。在 -0.35 V 安培检测时，复合膜可还原 O2 和 H2O2；葡萄糖浓度升高使 O2 消耗增加、H2O2 生成增加，由于 H2O2 还原比 O2 还原少两个电子，总还原电流随葡萄糖浓度增加而降低，从而在 2–12 mM 范围内获得线性响应。
检测灵敏度
线性范围: 2–12 mM；R = 0.9991
效应效果
PFIL 稳定的 AuNPs 平均直径 2.4±0.8 nm，室温保存一个月 UV–vis 谱无明显变化；MWCNT 在 PFIL 中分散两周保持稳定。复合膜对 H2O2 的安培响应线性范围为 0.5–18 mM，R=0.9995，灵敏度约 15.6 μA mM−1 cm−2，响应时间小于 5 s。葡萄糖传感器线性范围为 2–12 mM，R=0.9991，覆盖正常血糖约 4–6 mM。与文献中 0.030–2.43 mM 和 0.1–10 mM 的葡萄糖传感器相比，该传感器线性范围适合血糖检测。PFIL 通过静电作用固定 GOD，方法简单且不易泄漏，作者认为其可用于血糖检测。
传感器的构成
- 基底/换能器电极：玻璃碳电极（GC），抛光后作为工作电极，提供电子传导与电化学信号读出。
- 纳米材料修饰层：多壁碳纳米管（MWCNT）与金纳米粒子（AuNPs）混合沉积，MWCNT 提供电子传导和分散，AuNPs 提供电催化活性并促进电子转移。
- 离子液体聚合物基质：聚乙烯亚胺功能化离子液体（PFIL），共价连接离子液体单元，提供高离子电导、分散 MWCNT、稳定 AuNPs 并形成稳定薄膜。
- 识别元件：葡萄糖氧化酶（GOD），通过静电作用固定在 PFIL 膜中，催化葡萄糖氧化。
- 信号产物：过氧化氢（H2O2）和氧气（O2），由 GOD 催化葡萄糖氧化生成 H2O2 并消耗 O2，在电极上发生还原产生电流信号。
中文摘要
本文报道了一种新型葡萄糖生物传感器，将葡萄糖氧化酶（GOD）固定于聚乙烯亚胺功能化离子液体（PFIL）薄膜中，该薄膜含有碳纳米管（CNT）和金纳米粒子（AuNPs）混合物，并沉积在玻璃碳电极上。在薄膜中观察到 GOD 的直接电化学行为，葡萄糖响应线性范围可达 12 mM。PFIL 稳定的金纳米粒子直径为 2.4±0.8 nm，稳定性良好，室温保存一个月后紫外–可见光谱无明显变化。此外，CNT 在 PFIL 基质中分散良好，所得 CNT/AuNPs/PFIL 复合膜对过氧化氢和氧气的还原表现出高电催化活性。PFIL 因高离子电导、对 CNT 的良好溶解性和对纳米粒子的稳定性，在构建稳定 CNT/AuNPs/PFIL/GOD 复合膜中起重要作用；其良好生物相容性也为生物分子固定提供了友好环境。
英文摘要
A novel glucose biosensor based on immobilization of glucose oxidase (GOD) in thin films of polyethylenimine-functionalized ionic liquid (PFIL), containing a mixture of carbon nanotubes (CNT) and gold nanoparticles (AuNPs) and deposited on glassy carbon electrodes, was developed. Direct electrochemistry of glucose oxidase in the film was observed, with linear glucose response up to 12mM. The PFIL-stabilized gold nanoparticles had a diameter of 2.4+/-0.8nm and exhibited favorable stability (stored even over one month with invisible change in UV-vis spectroscopic measurements). In addition, CNT were also well dispersed in the PFIL matrix, then, the resulting CNT/AuNPs/PFIL composites film showed high electrocatalytic activity toward reduction of hydrogen peroxide and oxygen. Here, PFIL, due to its high ionic conductivity, good solubility to CNT, and stability to nanoparticles, played an important role in constructing stable CNT/AuNPs/PFIL/GOD composites. And good biocompatibility of PFIL also offered a friendly environment for the immobilization of biomolecules.