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
谷氨酸（L-glutamate, Glu）；样品基质：磷酸盐缓冲液（PBS，pH 7.4）
检测原理
谷氨酸进入传感器界面后，被固定于（GLDH/Pt-PAMAM）n/CNTs 多层结构中的谷氨酸脱氢酶（GLDH）识别并催化氧化。在 0.1 mM NAD+ 存在下，GLDH 催化谷氨酸发生酶促氧化脱氨反应，NAD+ 作为辅因子被还原为 NADH。Pt-PAMAM 中的铂纳米粒子和多壁碳纳米管（CNTs）共同构成高导电、高催化活性界面，促进 NADH 与电极之间的电子转移。在 0.2 V 工作电位下，NADH 发生电化学氧化，产生与谷氨酸浓度成正比的阳极电流。层状自组装结构保持 GLDH 活性并防止酶泄漏，低工作电位降低其他电活性物质干扰，从而实现快速、灵敏的安培检测。
检测灵敏度
LOD: 10 nM；线性范围: 0.2–250 μM；灵敏度: 433 μA/mM−1 cm2；R^2 = 0.9992
效应效果
该传感器在 0.2 V 下对谷氨酸响应快速，95% 稳态响应仅需 3 s。选择性测试中，0.1 mM 抗坏血酸（AA）、尿酸（UA）和对乙酰氨基酚（AP）均产生一定电流，但谷氨酸响应清晰，低工作电位有助于抑制电活性干扰物。重现性方面，10 个传感器对 10 μM 谷氨酸的响应 RSD 为 4.8%。稳定性方面，4 ℃ 保存 4 周后灵敏度保留 85%。论文未报告实际样品回收率或与 ELISA、HPLC、qPCR 的直接对比，但作者认为该电极制备简单、电催化良好，可用于屏印生物传感器及医学、食品分析。
传感器的构成
- 基底/换能器电极：玻璃碳电极（GCE，3 mm），作为工作电极提供导电基底。
- 纳米材料修饰层：羧基功能化多壁碳纳米管（CNTs-COOH），经 HNO3/H2SO4 酸处理，增大有效面积并促进电子转移。
- 纳米材料修饰层：聚酰胺胺树状大分子包埋铂纳米粒子（Pt-PAMAM），通过 EDC 与 CNTs 羧基共价连接，提供 Pt 催化位点并增强电催化。
- 识别元件：谷氨酸脱氢酶（GLDH），通过静电/共价层状自组装固定，催化谷氨酸氧化。
- 辅因子/电子受体：NAD+（0.1 mM），参与 GLDH 催化反应并被还原为 NADH。
中文摘要
本文开发了一种新型安培型谷氨酸生物传感器，用于检测谷氨酸。该传感器以羧基功能化多壁碳纳米管（CNTs）为基底，通过谷氨酸脱氢酶（GLDH）与聚酰胺胺树状大分子包埋铂纳米粒子（Pt-PAMAM）的静电及共价自组装，构建（GLDH/Pt-PAMAM）n/CNTs 多层纳米结构。利用 zeta 电位和高分辨透射电镜（HRTEM）表征了自组装过程，结果表明多层纳米结构在羧基功能化 CNTs 表面均匀生长。在含 0.1 mM NAD+ 的磷酸盐缓冲液中，对修饰电极在 0.2 V 低过电位下对谷氨酸的电催化性能进行了电化学研究。结果显示，该传感器具有较宽的测定范围（0.2–250 μM）、快速响应（3 s 内）、高灵敏度（433 μA/(mM·cm2)）以及良好稳定性（4 周后保留 85%）等优点。
英文摘要
A novel amperometric biosensor based on self-assembling glutamate dehydrogenase (GLDH) and poly(amidoamine) dendrimer-encapsulated platinum nanoparticles (Pt-PAMAM) onto multiwall carbon nanotubes (CNTs) has been developed for the determination of glutamate. The formation of the self-assembled (GLDH/Pt-PAMAM)(n)/CNTs construction was investigated by zeta-potential and high resolution transmission electron microscopy (HRTEM). The results indicated the uniform growth of the layer-by-layer nanostructures onto carboxyl-functionalized CNTs. The electrocatalytic property of the (GLDH/Pt-PAMAM)(n)/CNTs modified electrode to glutamate in presence of NAD(+) (beta-nicotinamide adenine dinucleotide, 0.1mM) was investigated at a low overpotential 0.2V by electrochemical measurements. The results showed it had series of attractive characteristics, such as a large determination range (0.2-250muM), a short response time (within 3s), a high sensitivity (433muA/mM(-1)cm(2)) and good stability (85% remains after 4 weeks).