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：0.5 M NaOH 溶液、血液血清（blood serum）
检测原理
在 0.5 M NaOH 碱性介质中，片状纳米 Ni(OH)2 修饰的碳离子液体电极在 +0.55 V 下发生 Ni(OH)2/OH− → NiOOH + H2O + e−，生成 Ni3+（NiOOH）。葡萄糖扩散至电极表面后，被 Ni3+ 直接氧化为葡萄糖酸内酯，同时 Ni3+ 被还原为 Ni2+，电子经电极传递形成安培电流。Ni2+/Ni3+ 氧化还原对兼具电子媒介与催化剂功能，使葡萄糖氧化速率加快；纳米片状结构提供较大活性面积，离子液体改善导电与抗污染。葡萄糖浓度增加时，单位时间内被氧化的葡萄糖分子增多，稳态电流随之增大，因此电流响应与葡萄糖浓度呈线性关系。
检测灵敏度
LOD: 6 μM (S/N = 3)；线性范围: 50 μM–1 mM 和 0.5–23 mM；灵敏度: 202 μA mM−1 cm−2；R^2 = 0.9987（50 μM–1 mM）、0.9974（0.5–23 mM）
效应效果
该传感器对血液常见干扰物抗坏血酸（AA）和尿酸（UA）选择性良好，0.1 mM AA 或 UA 对 1 mM 葡萄糖安培响应影响很小。重复循环扫描中葡萄糖氧化峰电位和电流不变，表明无明显电极污染。室温空气储存 100 d 后灵敏度保持初始值的 95%。同一电极对 2 mM 葡萄糖连续 6 次测定 RSD 为 3.4%，三个独立电极 RSD 为 4.1%。血清样品中加标 0.1–0.4 mM，回收率为 90%–100%，与医院葡萄糖氧化酶法结果一致。作者认为其制备简单、成本低、表面可更新、响应时间 5–7 s，适用于血清等复杂基质中葡萄糖检测。
传感器的构成
- 基底/换能器电极：不锈钢柄（stainless steel handle）与特氟龙支架（Teflon holder），提供电接触和电极腔体。
- 导电结合层：石墨粉（graphite powder）与离子液体（octylpyridinium hexafluorophosphate, OPy+PF6−）按 60:39 w/w 构成碳离子液体电极（CILE），提供导电性、结合剂与抗污染微环境。
- 纳米催化修饰层：片状纳米氢氧化镍（platelet-like nanoscale Ni(OH)2，17–25 nm，1 wt%）分散于 CILE 中，提供 Ni2+/Ni3+ 电催化氧化葡萄糖活性位点。
中文摘要
本文研究了纳米氢氧化镍修饰碳离子液体电极（CILE）在碱性介质中对葡萄糖的直接电催化氧化。由于 Ni2+/Ni3+ 氧化还原对的电催化作用，无酶葡萄糖电氧化在纳米 Ni(OH)2 上显著增强。葡萄糖灵敏度为 202 μA mM−1 cm−2。使用片状 Ni(OH)2 纳米修饰 CILE 可在 50 μM 至 23 mM 范围内选择性测定葡萄糖，检出限为 6 μM（S/N=3）。该电极对血液样品中常见电活性干扰物抗坏血酸（AA）和尿酸（UA）相对不敏感。长期稳定性、高灵敏度与选择性、良好重现性及抗电极污染能力使其成为一种适用于复杂基质的廉价安培葡萄糖生物传感器。
英文摘要
The direct electrocatalytic oxidation of glucose in alkaline medium at nanoscale nickel hydroxide modified carbon ionic liquid electrode (CILE) has been investigated. Enzyme free electro-oxidation of glucose have greatly been enhanced at nanoscale Ni(OH)(2) as a result of electrocatalytic effect of Ni(+2)/Ni(+3) redox couple. The sensitivity to glucose was evaluated as 202 microA mM(-1)cm(-2). From 50 microM to 23 mM of glucose can be selectively measured using platelet-like Ni(OH)(2) nanoscale modified CILE with a detection limit of 6 microM (S/N=3). The nanoscale nickel hydroxide modified electrode is relatively insensitive to electroactive interfering species such as ascorbic acid (AA), and uric acid (UA) which are commonly found in blood samples. Long-term stability, high sensitivity and selectivity as well as good reproducibility and high resistivity towards electrode fouling resulted in an ideal inexpensive amperometric glucose biosensor applicable for complex matrices.