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）；样品基质：速溶咖啡（soluble coffee/instant coffee）及磷酸盐缓冲液标准溶液
检测原理
葡萄糖氧化酶（Gox）选择性催化葡萄糖氧化，生成过氧化氢（H2O2）。H2O2 扩散至普鲁士蓝（PB）膜，在 -50 mV（vs. Ag/AgCl）下被 PB 催化还原；PB 的氧化态/还原态（普鲁士蓝/普鲁士白）发生可逆电子转移，将 H2O2 还原信号转换为阴极电流。Nafion 负电荷膜与低工作电位共同排斥抗坏血酸、尿酸、对乙酰氨基酚等电活性干扰物，提高选择性。在流动注射系统中，峰电流随葡萄糖浓度增加而增大，0.15–2.50 mM 内呈线性。该体系无额外化学放大，主要依赖 PB 对 H2O2 的电催化和酶反应。
检测灵敏度
LOD: ca. 0.03 mM；线性范围: 0.15–2.50 mM；灵敏度斜率: 25.13441 nA/mM（校准方程 y = 1.12693 + 25.13441x，y 为 nA，x 为 mM）；相关系数: 0.99898
效应效果
传感器在流动注射系统中约可处理 60 个样品/小时。连续注入 50 μM H2O2 标准溶液 4 h，基线无显著漂移，4 h 工作后电流变化 <5%，表明 PB 膜和生物传感器稳定。对 5.74%（w/v）葡萄糖样品 11 次测定 RSD 为 1.5%。选择性方面，3.0 mM 阿拉伯糖、半乳糖、甘露糖、果糖对 0.6 mM 葡萄糖信号无影响；Nafion 膜与 -50 mV 低电位降低干扰。五个速溶咖啡样品结果与参考方法一致，如 14.97±0.22% 对 15.13±0.16%、7.13±0.09% 对 7.21±0.10% 等。作者认为该方法简单、快速、低成本，适合工业质量控制。
传感器的构成
- 基底/工作电极：玻璃碳电极（GCE），作为电化学换能器与电子传导基底
- 普鲁士蓝修饰层：普鲁士蓝（PB, Fe4[Fe(CN)6]·nH2O）电沉积薄膜，催化还原 H2O2，提供电子中介
- 识别元件：葡萄糖氧化酶（Gox, type VII-S, Aspergillus niger），催化葡萄糖氧化生成 H2O2
- 封闭/抗干扰膜：Nafion® 聚合物膜（1% v/v 乙醇溶液，pH 5.5），负电荷排斥干扰物并固定酶
中文摘要
本文报道了一种用于速溶咖啡中葡萄糖测定的高选择性、快速且稳定的电化学生物传感器。传感器以玻璃碳电极为基底，在其表面电沉积普鲁士蓝薄膜，作为过氧化氢的电催化还原层；随后在普鲁士蓝膜上固定葡萄糖氧化酶，并用 Nafion 聚合物膜覆盖，以固定酶并排斥干扰物。在流动注射系统中，电极恒置于 -50 mV（vs. Ag/AgCl），连续注入 50 μM H2O2 和 0.5 mM 葡萄糖标准溶液 4 h，系统稳定，约可处理 60 个样品/小时。在磷酸盐缓冲液中，传感器对 2.5–15%（w/v）葡萄糖的测定精密度 RSD < 1.5%，结果与常规方法一致；在 0.15–2.50 mM 范围内线性良好，检出限约 0.03 mM。扫描电镜观察表明葡萄糖氧化酶被 Nafion 良好固定。
英文摘要
A highly selective, fast and stable biosensor for determination of glucose in soluble coffee has been developed. The biosensor electrode consist of a thin film of ferric hexacyanoferrate (Prussian Blue or PB) electrodeposited on the glassy carbon electrode (GCE) (to provide a catalytic surface for the detection of hydrogen peroxide) glucose oxidase immobilized on top of the electrode and a Nafion((R)) polymer layer. The stability of the PB film and the biosensor was evaluated by injecting standard-solution (50muM H(2)O(2) and 0.5mM glucose) during 4h in a flow-injection system with the electrodes polarized at -50mV versus Ag/AgCl. The system is able to handle about 60 samples per hour and is very stable and suitable for industrial control. Determination of glucose in the range 2.5 and 15% (w/v) in phosphate buffer with precision (r.s.d.<1.5%) has been achieved and is in agreement with the conventional procedures. Linear calibration in the range of 0.15 and 2.50mM with detection limits of ca. 0.03mM has been obtained. The morphology of the enzyme glucose oxidase on the modified electrode has been analyzed by scanning electron microscopy (SEM) measurements.