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（pH 7.0），O2 饱和
检测原理
该传感器以玻璃碳电极为基底，MWCNTs/PSS/Au-IL 复合膜固定 GOD。在 O2 饱和 PBS 中，GOD 特异性氧化葡萄糖，生成葡萄糖酸和 H2O2，同时消耗 O2。MWCNTs 的高导电性和表面官能团促进 GOD 中 FAD 与电极之间的直接电子转移；Au-IL 纳米复合膜对 O2 和 H2O2 具有电催化还原作用，使氧化还原过程在较正电位发生。葡萄糖浓度升高时，酶促反应消耗更多 O2 并改变 H2O2 水平，导致 O2/H2O2 还原峰电流下降，安培响应随葡萄糖浓度在 0–20 mM 范围内线性变化。
检测灵敏度
LOD: 25 μM；线性范围: 0–20 mM；R = 0.997
效应效果
该葡萄糖生物传感器在 0.05 M PBS（pH 7.0）中对葡萄糖表现出良好响应，检出限为 25 μM，线性范围为 0–20 mM，相关系数 0.997。五个独立制备电极在 5 mM 葡萄糖下的电流相对标准偏差为 4.8%；同一电极连续五次测定 5 mM 葡萄糖的相对标准偏差为 1.6%。传感器在 4°C 干燥保存一周后，对 5 mM 葡萄糖的响应电流下降 10.3%。作者认为 MWCNTs/PSS/Au-IL 复合膜兼具电催化活性与生物相容性，有利于 GOD 固定化和电子传递，因此该体系具有用于葡萄糖电化学检测的潜在应用价值。
传感器的构成
- 基底/换能器电极：玻璃碳电极（GC，直径3 mm），抛光后作为导电基底和电化学信号换能器。
- 纳米材料修饰层：多壁碳纳米管（MWCNTs）经 HNO3/H2SO4 活化形成 MWCNTs-COOH，提供导电通道和表面官能团。
- 聚合物包覆层：聚苯乙烯磺酸钠（PSS）通过疏水作用包覆 MWCNTs，形成约10 nm 带负电包覆层并增强分散性。
- 金纳米颗粒/离子液体层：氨基端离子液体（IL-NH2，1-(3-aminopropyl)-3-methylimidazolium bromide）原位还原 HAuCl4 生成金纳米颗粒（Au NPs，平均2.87 nm）并稳定为 Au-IL，非共价附着于 PSS-MWCNTs，提供 O2/H2O2 电催化活性。
- 识别元件：葡萄糖氧化酶（GOD，Aspergillus niger）物理包埋于 MWCNTs/PSS/Au-IL 复合膜中，特异性催化葡萄糖氧化。
- 信号转换元件：GOD 辅基 FAD 直接电子转移及 Au-IL 电催化 O2/H2O2 还原共同产生电流信号，无外加标记物。
- 缓冲介质：0.05 M PBS（pH 7.0）作为酶反应缓冲液，O2 饱和提供电子受体。
中文摘要
以氨基端离子液体（IL-NH2）稳定金纳米颗粒（Au-IL），并通过原位非共价沉积于聚苯乙烯磺酸钠（PSS）功能化多壁碳纳米管（MWCNTs）上，制备 MWCNTs/PSS/Au-IL 纳米复合材料。PSS 通过疏水作用与 MWCNTs 相互作用；氨基端离子液体用于还原水溶液 HAuCl4，所得金纳米颗粒同时附着于 PSS 功能化 MWCNTs。大多数金纳米颗粒在功能化 MWCNTs 上分散良好。透射电镜、拉曼光谱和 X 射线光电子能谱用于确认复合材料的组成与结构。所得 MWCNTs/PSS/Au-IL 复合材料对氧气和过氧化氢还原表现出良好电催化活性，并因对葡萄糖底物具有良好生物催化作用而显示出与葡萄糖氧化酶（GOD）的良好生物相容性，为生物分子固定化提供友好环境。该生物纳米复合材料在生物传感器制备中具有潜在应用。所得生物传感器对葡萄糖响应良好，检出限低，为 25 μM，并具有良好的重现性、操作稳定性和储存稳定性。
英文摘要
Gold nanoparticles stabilized by amino-terminated ionic liquid (Au-IL) have been in situ noncovalently deposited on poly(sodium 4-styrene-sulfonate) (PSS)-functionalized multiwalled carbon nanotubes (MWCNTs) to form a MWCNTs/PSS/Au-IL nanocomposite. PSS can interact with MWCNTs through hydrophobic interaction. Amino-terminated ionic liquid was applied to reduce aqueous HAuCl(4), and the resulting gold nanoparticles were attached to the PSS-functionalized MWCNTs simultaneously. Most gold nanoparticles dispersed well on the functionalized MWCNTs. Transmission electron microscopy, Raman and X-ray photoelectron spectroscopy were used to confirm the composition and structure of the nanocomposites. The resulting MWCNTs/PSS/Au-IL composite exhibits good electrocatalysis toward oxygen and hydrogen peroxide reduction. And good biocompatibility with glucose oxidase was also demonstrated due to its good biocatalysis toward glucose substrate, which offered a friendly environment for the immobilization of biomolecules. Such bionanocomposite provides us potential applications in fabrication of biosensors. The resulting biosensor exhibits good response to glucose with a low detection limit 25 microM. It also has excellent reproducibility, satisfied operational stability and good storage stability.