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
葡萄糖（glucose；样品基质：0.1 M NaPBS、果汁/食品复杂基质）、抗坏血酸（ascorbate/ascorbic acid；样品基质：商业果汁、维生素C泡腾片溶液）
检测原理
葡萄糖生物传感器中，GOx特异性催化葡萄糖氧化，酶辅因子FAD被还原为FADH2；聚中性红（PNR）作为氧化还原介质，将FADH2的电子转移至电极，PNR氧化态在-0.35 V vs SCE下于电极表面再生，产生与葡萄糖浓度成正比的阳极电流。抗坏血酸传感器则利用未修饰醋酸纤维素-石墨复合电极在0.0 V vs SCE下直接电催化氧化抗坏血酸，氧化电流随抗坏血酸浓度增加而增大。两种体系均以安培电流作为输出信号，无需额外酶促放大或核酸扩增。
检测灵敏度
抗坏血酸传感器：LOD: 3.3 µM（0.0–0.4 mM）；LOD: 16.7 µM（0.0–1.8 mM）；线性范围: 0.0–0.4 mM、0.0–1.8 mM；灵敏度: 18.3±0.2 µA cm−2 mM−1；R^2 = 0.99993、0.99995。葡萄糖生物传感器（Composite 1）：LOD: 22.7±2.5 µM；线性范围: up to 1.0 mM；灵敏度: 31.5±1.7 µA cm−2 mM−1；R^2 = 0.9997。葡萄糖生物传感器（Composite 2）：LOD: 20.3±3.5 µM；线性范围: up to 1.0 mM；灵敏度: 20.3±0.9 µA cm−2 mM−1；R^2 = 0.9998。
效应效果
抗坏血酸传感器在0.0 V下对葡萄糖、果糖、酒石酸、乙酸、柠檬酸和儿茶酚无干扰，泡腾片加标回收率99.3±0.2%，橙汁和百香果汁测定值17.1±0.3 µM、13.0±0.2 µM，与标示值一致，响应时间<3 s。葡萄糖生物传感器对常见干扰物无响应，灵敏度RSD为5.4%和4.6%，响应时间3–4 s；6周储存后灵敏度下降约6%，1周使用后下降4.8%，7周连续使用仍保持约70%。其灵敏度显著高于其他碳基复合葡萄糖生物传感器（如0.98、1.1、0.15 µA cm−2 mM−1），适合复杂食品基质检测。
传感器的构成
- 基底/换能器：醋酸纤维素-石墨复合电极（cellulose acetate-graphite composite electrode, CA-GCE），提供导电碳相与可再生表面，用于安培换能
- 修饰层：聚中性红膜（poly(neutral red), PNR），电聚合形成氧化还原介质，介导电子传递
- 交联/固定层：戊二醛与牛血清白蛋白（glutaraldehyde, GA; bovine serum albumin, BSA），用于固定酶并封闭非特异位点
- 识别元件：葡萄糖氧化酶（glucose oxidase, GOx），特异性催化葡萄糖氧化
- 信号换能元件：FAD/FADH2酶辅因子与PNR氧化还原循环，将酶促反应转化为电极电流
- 直接检测层：未修饰CA-GCE表面，用于抗坏血酸在0.0 V vs SCE的直接电催化氧化
- 读出系统：三电极电化学池与恒电位仪，记录安培电流
中文摘要
本文报道了一种新型碳基导电复合材料电极，用于抗坏血酸和葡萄糖的安培检测。该电极以醋酸纤维素为聚合物基体、微米石墨颗粒为导电相，可裁剪成所需尺寸，具有宽电位窗、低背景电流和快速电子转移特性。在未修饰醋酸纤维素-石墨复合电极上，抗坏血酸可在0.0 V（vs SCE）发生电催化氧化，传感器灵敏度高、选择性良好且检出限低，并成功用于商业果汁样品中抗坏血酸的测定。此外，在聚中性红修饰的复合电极上，以戊二醛交联固定葡萄糖氧化酶，构建了无干扰葡萄糖生物传感器。聚中性红作为氧化还原介质与酶辅因子FAD进行电子传递，使葡萄糖氧化产生的FADH2被再氧化，从而产生与葡萄糖浓度相关的阳极电流。该生物传感器灵敏度为31.5±1.7 µA cm−2 mM−1，高于其他碳基复合葡萄糖生物传感器，检出限为20.3 µM，响应时间很短。
英文摘要
A new carbon-based conducting composite has been developed as electrochemical sensor and biosensor for the amperometric detection of ascorbate and glucose. Electrocatalytic oxidation of ascorbate has been done successfully at unmodified cellulose acetate-graphite composite electrodes, the sensor being highly sensitive, selective and with a low detection limit at 0.0 V vs. SCE and was successfully applied for ascorbate determination in commercial fruit juice samples. An interference free glucose biosensor has also been developed, based on the immobilisation of glucose oxidase by cross-linking with glutaraldehyde on poly (neutral red) modified composite electrodes. The biosensor exhibits a higher sensitivity of 31.5+/-1.7 microA cm(-2) mM(-1) than other carbon-composite-based glucose biosensors, a detection limit of 20.3 microM and a very short response time.