组成图示
示意图生成中
传感器类型
电化学生物传感器
检测对象
葡萄糖（glucose）、过氧化氢（H2O2）；样品基质：PBS缓冲液、Wistar大鼠额叶皮层透析液（dialysate）
检测原理
葡萄糖进入环部后，被GOx催化氧化生成H2O2；H2O2在HRP催化下发生还原反应，电子经低氧化还原电位钌簇Ru-Py在酶活性中心与金环电极之间穿梭，在0 V（vs Ag/AgCl）下产生与葡萄糖浓度相关的阴极电流。低工作电位可抑制部分可电氧化干扰物，但抗坏血酸仍可能氧化，因此盘部预涂AOx先氧化AA，减少干扰。薄层径向流设计减小扩散层厚度，提高传质和电流响应。
检测灵敏度
葡萄糖：线性范围: 10–500 μM；灵敏度: 24.2 nA（15.4 mA M−1 cm−2）@10 μM；斜率: 0.1597 nA/μM；R^2 = 0.991。H2O2：校准范围: 5–100 μM；灵敏度: 126 nA（160 mA M−1 cm−2）@5 μM；斜率: 3.0713 nA/μM；R^2 = 0.994。
效应效果
在含AOx预涂层的传感器上，10、50和100 μM AA加入100 μM葡萄糖时几乎不干扰；AA/葡萄糖摩尔比升至1.5和2.0时，阴极电流降至约70%。无AOx时，10、50、100和200 μM AA使100 μM葡萄糖电流由13.7 nA降至11.5、9.0、6.3和4.8 nA；加入1 mM AA出现-26.6 nA阳极峰，H2O2还原信号消失。对5份Wistar大鼠额叶皮层透析液直接检测，葡萄糖浓度为345±64 μM，与CMA 600微透析分析仪的384±62 μM接近。1 mM葡萄糖响应时间约240 s，稳定性仅数天，作者认为可用于体内微透析连续监测。
传感器的构成
- 基底/换能器电极：玻璃基底与丝网印刷金环盘电极（Au ring-disk；disk φ=3 mm，S=7.06 mm2；ring inner φ=4 mm，ring width=1 mm，S=15.7 mm2），作为工作电极和安培换能器。
- 微流控腔/盖：塑料盖含约10 μl微细胞、Ag/AgCl线参比电极、不锈钢管辅助电极/入口和出口管，构成薄层径向流微采样系统。
- 环部识别/催化层：葡萄糖氧化酶（GOx）、辣根过氧化物酶（HRP）与钌配合物Ru3(μ3-O)(AcO)6(Py)3(ClO4)（Ru-Py）混合涂覆于环部；GOx识别葡萄糖并生成H2O2，HRP催化H2O2还原，Ru-Py作电子介体。
- 选择性膜层：Nafion（0.5 wt.%）涂覆于酶-介体层外，作为负电荷选择性膜和固定层，排斥阴离子干扰并固定酶与介体。
- 盘部抗干扰层：抗坏血酸氧化酶（AOx）预涂于盘部，预氧化抗坏血酸（AA），降低其对葡萄糖安培信号的干扰。
- 参比/辅助电极：Ag/AgCl线（0.1 mm）作环参比电极；不锈钢管（φ=0.55 mm）作辅助电极和液体入口。
中文摘要
本文制备并评价了一种基于低氧化还原电位钌配合物介体的安培葡萄糖环盘生物传感器。该薄层径向流微传感器体积约10 μl，采用环盘工作电极，表现出显著的安培灵敏度。三核氧乙酸桥联钌簇Ru3(μ3-O)(AcO)6(Py)3(ClO4)（Ru-Py）呈现可逆氧化还原曲线，氧化还原电位分别为-0.190和-0.106 V（vs Ag/AgCl线），窗口窄，性能与二茂铁衍生物及其他钌配合物介体相当。以Ru-Py-HRP-GOx/Nafion修饰电极进行葡萄糖和过氧化氢检测，在0 V（vs Ag/AgCl）下，10 μM葡萄糖响应24 nA（15.4 mA M−1 cm−2），5 μM H2O2响应126 nA（160 mA M−1 cm−2）。抗坏血酸干扰研究表明，0 V电位不能完全避免其氧化，但在盘部预涂抗坏血酸氧化酶可高效预氧化抗坏血酸并消除干扰。最后通过检测Wistar大鼠额叶皮层透析液评价了实际可靠性。
英文摘要
An amperometric glucose ring-disk biosensor based on a ruthenium complex mediator of low redox potential was fabricated and evaluated. This thin-layer radial flow microsensor (10mul) with ring-disk working electrode displayed remarkable amperometric sensitivity. For Ru(3)(mu(3)-O)(AcO)(6)(Py)(3)(ClO(4)) (Ru-Py), a trinuclear oxo-acetate bridged cluster, a reversible redox curve of low redox potential and narrow potential window (redox potentials were -0.190 and -0.106V versus Ag/AgCl wire, respectively) was observed, which is comparable to many reported mediators such as ferrocene derivatives and other ruthenium complexes. The glucose and hydrogen peroxide assays were carried out with this complex-modified electrode Ru-Py-HRP-GOx/Nafion. The sensitivity was obtained 24nA (15.4mAM(-1)cm(-2)) for 10muM glucose and 126 nA (160mAM(-1)cm(-2)) for 5muM H(2)O(2), respectively with a working potential at 0V versus Ag/AgCl. Ascorbic acid was studied as interference to the glucose assay. The application of 0V potential versus Ag/AgCl did not avoid the occurrence of the oxidation of ascorbic acid, however, the pre-coating of ascorbate oxidase on the disk part of the ring-disk working electrode efficiently pre-oxidized the ascorbic acid and hence eliminated its interference on the glucose response. The practical reliability was also evaluated by assaying the dialysate from the prefrontal cortex of Wistar rats.