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, Glc）；样品基质：0.1 M HAc–NaAc 缓冲液（pH 4.3）标准溶液，文中称可覆盖临床血糖范围
检测原理
传感器以共价固定在羧基化 MWNTs 上的 GOD 和 HRP 双酶为识别与催化单元。葡萄糖进入体系后，GOD 催化葡萄糖与 O2 反应生成葡萄糖酸和 H2O2；HRP 利用 H2O2 催化苯胺氧化聚合，在 MWNTs 表面模板化沉积电活性 PANI。MWNTs 既作为酶固定载体和电子传递通道，又作为 PANI 链生长的模板，促进形成头尾连接、少分支的导电 PANI 管状层。葡萄糖浓度越高，生成的 H2O2 越多，沉积的 PANI 量越大，电极表面电活性 PANI 的氧化峰电流越大。最终通过方波伏安法（SWV）读取 PANI 氧化电流，实现葡萄糖的电化学定量。
检测灵敏度
LOD: 0.02 mM (S/N = 3)；线性范围: 0.05–12.0 mM；灵敏度: 0.94 μA mM−1；相关系数 = 0.994
效应效果
该传感器表现出双酶协同效应：单独 HRP 或 GOD 修饰电极在葡萄糖/苯胺体系中均不能沉积 PANI，而双酶体系可稳定生成电活性 PANI。优化条件下（HRP/GOD 浓度比 2、总酶浓度 3 mg mL−1、苯胺 20 mM、pH 4.3、孵育 10 min），PANI 氧化电流对葡萄糖在 0.05–12.0 mM 线性，灵敏度 0.94 μA mM−1，高于文献中电聚合 PANI 传感器的 0.065 μA mM−1 和 0.15 μA mM−1。线性范围覆盖临床血糖 3.5–6.5 mM，作者认为可用于实际样品分析。重现性方面，8 次重复峰电流 RSD 为 9.5%。文中未报告选择性、抗干扰或实际样品加标回收率，但提出该策略可用于纳米线、纳米电路和生物电子器件构建。
传感器的构成
- 基底电极：玻璃碳电极（GCE），作为工作电极和电子转能器
- 纳米材料修饰层：羧基化多壁碳纳米管（COOH-MWNTs），滴涂于 GCE 表面，固定酶并作为 PANI 模板和电子传递通道
- 共价偶联层：EDC·HCl 与 NHS，活化 COOH-MWNTs 羧基，使酶氨基共价连接
- 识别元件：葡萄糖氧化酶（GOD）与辣根过氧化物酶（HRP）双酶，分别催化葡萄糖氧化产生 H2O2 和 H2O2 介导苯胺聚合
- 信号放大层：苯胺（aniline）在双酶催化下聚合为电活性聚苯胺（PANI），模板化包覆 MWNTs，形成与葡萄糖量相关的导电聚合物信号层
- 反应介质：0.1 M HAc–NaAc 缓冲液（pH 4.3），维持酶活性和 PANI 头尾聚合
中文摘要
本文报道了一种基于双酶生物催化沉积聚苯胺（PANI）的电化学生物传感器设计。将葡萄糖氧化酶（GOD）和辣根过氧化物酶（HRP）通过共价连接固定在羧基化多壁碳纳米管（MWNTs）表面，在环境条件下利用葡萄糖氧化产生的过氧化氢驱动苯胺聚合，在 MWNTs 表面模板化沉积电活性 PANI。紫外–可见光谱、傅里叶变换红外光谱和透射电镜表征了双酶组装及 PANI|MWNTs 形貌，结果表明双酶保持天然结构，PANI 以头尾连接结构包覆在 MWNTs 表面。循环伏安法考察了葡萄糖存在下传感器的伏安响应，PANI 氧化电流与葡萄糖浓度在 0.05–12.0 mM 范围内呈线性关系，相关系数为 0.994。该双酶协同、高效聚合和模板沉积策略为纳米线、纳米电路、生物电子器件及新型生物传感器构建提供了通用平台。
英文摘要
A novel method based on covalent attachment of two enzymes, glucose oxidase (GOD) and horseradish peroxide (HRP), onto carboxylic-derived multiwalled carbon nanotubes (MWNTs) for the deposition of electroactive polyaniline (PANI) under ambient conditions is described. Ultraviolet-visible spectroscopy, Fourier-transform infrared (FTIR) spectroscopy, and transmission electron microscopy were used to characterize the assembling of bienzyme and the morphology of PANI|MWNTs. Under the bienzyme biocatalytic condition, a head-to-tail structure of PANI templated by MWNTs was formed. The voltammetric characteristics of the resulting biosensor were investigated by cyclic voltammetry in the presence of glucose. The current response of PANI was linearly related to glucose concentration between 0.05 and 12.0mM with a correlation coefficient of 0.994. The synergistic performance of bienzyme, highly efficient polymerization, and templated deposition provide a general platform for the synthesis of nanowires and nanocircuits, the construction of bioelectronic devices, and the design of novel biosensors.