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，β-D-glucose），样品基质为 PBS 缓冲液、人血清
检测原理
该传感器属于第三代无中介体电化学生物传感器。CFN 中的 α-Fe 经 Fe(CN)6^3- 循环伏安预处理后转化为铁离子，可与 GOD 发生配位/共价作用，使 GOD 稳定固定于 CFNPE 表面。Nafion 覆盖后形成疏水保护层，减少 GOD 溶出并屏蔽抗坏血酸、尿酸等干扰。检测时，葡萄糖在 GOD 催化下被氧化，GOD 被还原为 GOD'；GOD' 将电子直接传递给 CFN，CFN 在电极表面发生还原，产生与葡萄糖浓度相关的还原电流。在 50 mV 下安培检测，电流随葡萄糖浓度升高而增大，且无氧条件下仍有响应，说明电子转移不依赖氧气。
检测灵敏度
LOD: 3.17 × 10−6 mol/l；线性范围: 6.67 × 10−6–1 × 10−2 mol/l；回归方程: I (μA) = 3.094 log C (M) + 17.79；灵敏度斜率: 3.094 μA/log C；相关系数: 0.9934
效应效果
该传感器对氧气、抗坏血酸和尿酸无明显干扰，Nafion 覆盖后抗干扰能力增强。在 0.67 mM 葡萄糖下，连续五次测定 RSD 为 3.3%，不同制备电极间 RSD 为 4.2%。以 6.67 mM 葡萄糖每日监测一个月，20 天后响应略降，一个月后仍保留约 81.7% 初始灵敏度。人血清样品中，生物传感器法与分光光度法结果分别为 1.96 对 2.12 mmol/L、2.71 对 2.88 mmol/L、3.52 对 3.43 mmol/L，RSD 为 3.1%、2.9% 和 3.7%，结果可接受。作者认为该传感器制备简便、稳定性好、重现性好，适用于人血清葡萄糖检测。
传感器的构成
- 基底/换能器电极：C/Fe nanocomposite paste electrode (CFNPE)，由 C/Fe nanocomposite (CFN) 与石蜡混合压入 PVC 管，内接导电石墨棒，提供导电通路和电子转移界面。
- 纳米材料修饰层：C/Fe nanocomposite (CFN)，碳纳米管–α-Fe 纳米粒子复合，经 Fe(CN)6^3- 循环伏安预处理生成铁离子位点。
- 识别元件：glucose oxidase (GOD)，与 BSA 混合后滴涂固定，催化葡萄糖氧化。
- 封闭/保护层：Nafion，0.5% 10 μL 覆盖 GOD 膜，减少酶溶出并屏蔽抗坏血酸和尿酸。
- 被测物：glucose (β-D-glucose)，样品基质为 PBS 缓冲液或人血清。
- 信号读出：三电极电化学工作站，SCE 参比电极、Pt 辅助电极，在 50 mV 下安培检测 GOD 与 CFN 间直接电子转移产生的还原电流。
中文摘要
本文采用类似剥离/吸附的方法将 Fe3+ 插入氧化石墨层，并在 H2 气氛中还原，制备 C/Fe 纳米复合材料（CFN）。XRD 和 TEM 结果表明，CFN 为碳纳米管–α-Fe 纳米粒子复合结构，α-Fe 分布在碳纳米管壁上。将 CFN 与石蜡混合制成 CFN 糊状电极（CFNPE），并通过循环伏安法比较其与碳糊电极（CPE）对铁氰化钾、抗坏血酸和半胱氨酸的电化学行为。结果表明，CFNPE 能加速电子转移，提高电化学反应可逆性。在此基础上，经 Fe(CN)6^3- 预处理后，将葡萄糖氧化酶（GOD）与 BSA 混合固定于 CFNPE 表面，再用 Nafion 覆盖，制备无中介体第三代葡萄糖生物传感器。该传感器对氧气、抗坏血酸和尿酸无明显干扰，具有较高灵敏度和稳定性，并用于人血清葡萄糖检测，结果令人满意。
英文摘要
C/Fe nanocomposite (CFN) was synthesized by a procedure similar to an exfoliation/adsorption process to intercalate Fe(3+) into graphite oxide (GO) layers and would be reduced in a H(2) atmosphere. The results of X-ray diffractometry (XRD) and transimission electron microscopy (TEM) show that the form of CFN is carbon nanotube-Fe nanoparticle composite with alpha-Fe distributed on the nanotube wall. Paste electrode has been constructed using CFN mixed with paraffin. The electrochemical characteristics of such carbon-Fe nanocomposite paste electrode (CFNPE) has been compared with that of carbon paste electrode (CPE) and evaluated with respect to the electrochemistry of potassium ferricyanide, ascorbic acid and cysteine by cyclic voltammetry. CFNPE can accelerate the electron-transfer to improve the electrochemical reaction reversibility. To fabricate the third-generation glucose biosensor, glucose oxidase (GOD) was immobilized on CFNPE surface with Nafion covered after a pretreatment. Oxygen, ascorbic acid and uric acid have no interference with the glucose detection. The biosensor displays a remarkable sensitivity and stability and the results used in the determination of glucose in the human serum samples are satisfactory.