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
酚类化合物（phenolic compounds，水样）、孕酮（progesterone, Prog，牛奶加标样品）、葡萄糖（glucose，运动饮料/商业饮料）
检测原理
该章涉及三类电化学换能机制。酚类检测中，Tyr催化酚氧化为邻醌，AuNPs增强酶反应及邻醌在-0.10 V的电还原，稳态电流随酚浓度升高而增大。孕酮检测采用竞争免疫：anti-Prog固定于电极，样品Prog与AP-Prog竞争结合；结合AP-Prog越多，AP催化磷酸苯酯生成酚越多，Tyr进一步氧化为邻醌并在-0.10 V还原，电流随Prog浓度升高而降低。葡萄糖检测中，GOx催化葡萄糖氧化，AuNPs/MWCNTs复合基质改善无介质安培响应，+0.5 V电流随葡萄糖浓度变化。
检测灵敏度
酚类：LOD: 3 nM（catechol）；LOD: approximately 20 nM（其余酚类）。孕酮：LOD: 0.43 ng/mL；线性范围: 0–40 ng/mL。葡萄糖：原文未报告LOD、线性范围、斜率或R^2。
效应效果
酪氨酸酶复合生物传感器具有较高稳定性，寿命至少39天，且可通过抛光再生；金纳米颗粒提高了酶反应和邻醌电还原动力学，使酚类检测灵敏度提升。孕酮免疫传感器寿命14天，无需再生；在5.0和1.5 ng/mL加标牛奶中，平均回收率（n=7）分别为98±3%和99±3%，证明实际样品适用性。葡萄糖氧化传感器较先前碳纳米管设计具有更优分析性能，用于运动饮料中葡萄糖快速检测。整体而言，AuNPs与复合电极结合增强了稳定性、重现性和灵敏度。
传感器的构成
- 基底/换能器电极：石墨粉（graphite）与聚四氟乙烯（Teflon）复合电极，作为导电工作电极和机械支撑。
- 纳米材料修饰层：胶体金纳米颗粒（AuNPs，16±2 nm）掺入复合基质，增强电子转移与电催化。
- 纳米材料修饰层：多壁碳纳米管（MWCNTs，30±15 nm）与AuNPs复合，用于葡萄糖氧化酶传感器并增强导电性。
- 结合剂：聚四氟乙烯（Teflon, PTFE）粉末，作为非导电结合剂形成刚性可抛光复合电极。
- 识别元件：酪氨酸酶（Tyr）或葡萄糖氧化酶（GOx）整体物理包埋于复合电极，催化酚或葡萄糖反应。
- 识别元件：抗孕酮单克隆抗体（anti-Prog）直接吸附于电极表面，用于孕酮竞争免疫识别。
- 信号标记物：碱性磷酸酶标记孕酮（AP-Prog）作为酶标记抗原，结合后催化磷酸苯酯生成酚。
- 封闭剂/缓冲介质：牛血清白蛋白（BSA, 2%）封闭非特异位点；Tris或磷酸盐缓冲液（PBS）维持反应环境。
中文摘要
本文系统介绍基于金纳米颗粒（AuNPs）和聚四氟乙烯（Teflon）非导电结合剂构建电化学复合生物传感器的方法。金纳米颗粒可为生物分子提供稳定固定化界面，促进氧化还原蛋白与电极间的直接电子转移，并对H2O2、NADH等电催化过程具有增强作用。将纳米材料掺入复合电极可兼具纳米材料特性与复合电极可再生、可物理掺入多种物质的优点。文中详述三种传感器：酪氨酸酶（Tyr）生物传感器将酶与AuNPs物理包埋于石墨-Teflon复合电极，用于酚类检测；孕酮免疫传感器将抗体直接固定于电极表面，并以胶体金-石墨-Teflon-酪氨酸酶复合生物传感器作为安培换能器；无介质葡萄糖氧化酶（GOx）生物传感器将GOx整体掺入胶体金-多壁碳纳米管（MWCNTs）-Teflon复合电极。结果表明，AuNPs可提升传感器稳定性与灵敏度。
英文摘要
Methods for the construction of electrochemical composite biosensors using gold nanoparticles and Teflon as nonconducting-binding material are described in detail. The advantages of the incorporation of gold nanoparticles to the composite electrode matrices are highlighted, giving rise to bioelectrodes with improved analytical performance in terms of stability and sensitivity with respect to other biosensor designs. Three different biosensors have been considered: a tyrosinase biosensor in which the enzyme and gold nanoparticles are incorporated into graphite-Teflon composite electrode matrices by simple physical inclusion, a progesterone immunosensor in which the antibody is directly attached to the electrode surface and amperometric transduction is carried out at a colloidal gold-graphite-Teflon-tyrosinase composite biosensor, and a mediator-less glucose oxidase biosensor constructed by bulk incorporation of the enzyme into colloidal gold-multiwall carbon nanotubes-Teflon composite electrodes.