On-Chip Glucose Detection Based on Glucose Oxidase Immobilized on a Platinum-Modified, Gold Microband Electrode

doi:10.3390/bios11080249

。2021年7月25日；11(8):249.

doi:10.3390/bios11080249。

基于铂修饰金微带电极固定葡萄糖氧化酶的芯片葡萄糖检测

朱莉娅·麦登¹, 科尔姆·巴雷特¹, Fathima R Laffir公司², 麦克·汤普森^1 三, 保罗·加尔文¹, 阿兰·奥里尔丹¹

附属机构

¹爱尔兰科克大学学院廷达尔国家研究所，T12 R5CP科克。
²爱尔兰利默里克大学伯纳尔学院，V94 T9PX利默里克。
^三多伦多大学化学系，多伦多，ON M5S 3H6，加拿大。

PMID： 34436051
预防性维修识别码： PMC8392376号
内政部： 10.3390/bios11080249

基于铂修饰金微带电极固定葡萄糖氧化酶的芯片葡萄糖检测

朱莉娅·麦登等。生物传感器（巴塞尔）。 2021。

。2021年7月25日；11(8):249.

doi:10.3390/bios11080249。

作者

朱莉娅·麦登¹, 科尔姆·巴雷特¹, Fathima R Laffir公司², 麦克·汤普森^1 三, 保罗·加尔文¹, 阿兰·奥里尔丹¹

附属机构

¹爱尔兰科克大学学院廷达尔国家研究所，T12 R5CP科克。
²爱尔兰利默里克大学伯纳尔学院，V94 T9PX利默里克。
^三多伦多大学化学系，多伦多，ON M5S 3H6，加拿大。

PMID： 34436051
预防性维修识别码： PMC8392376号
内政部： 10.3390/bios11080249

摘要

我们报告了使用标准微制造方法（即光刻和蚀刻技术）在硅上微制造和表征金微带电极。使用片上铂参比电极和金对电极执行两步电沉积过程，从而将葡萄糖氧化酶与邻苯二胺和ß-环糊精混合物结合到铂修饰的金微带电极上。使用光学显微镜、扫描电子显微镜和原子力显微镜对所制备的电极进行了研究。两步电沉积过程在生物传感器构建所需的两种溶液的低样品体积（50µL）中进行。循环伏安法和电化学阻抗谱用于沉积过程每个阶段的电化学表征。基于酶的微带生物传感器在缓冲溶液中使用线性扫描伏安法和计时电流法测量，对葡萄糖的线性响应范围为2.5-15 mM。在30µL体积的胎牛血清中检测生物传感器性能。虽然在100%的血清样本中，传感器的灵敏度明显降低（与缓冲介质相比），但传感器显示随着葡萄糖浓度的增加（5-17 mM），葡萄糖检测呈线性。

关键词：电化学；酶；血糖检测；微带；微加工；硅。

PubMed免责声明

利益冲突声明

作者声明没有利益冲突。

数字

**方案1**
(A类)带有单个微带电极放大图像的芯片平台（50×显微图像）(B类)酶固定在单个微带电极上的修饰过程，以及(C类)电极-溶液界面处的葡萄糖检测机制示意图。

图1
(A类)SEM图像显示宽度测量值为1.021µm(B类)0.1 M H下获得的循环伏安图₂SO公司₄扫描速度为50 mV⁻¹、和(C类)在1 mM FcCOOH中获得的循环伏安图n个=一个芯片上有5个电极（RSD<0.1%），（插图显示了在宏观金带电极上获得的循环伏安图），插图描绘了扫描速度为0.7 Hz的5µm×5µ米区域的三维原子力显微镜图像（对图像进行了背景平面减影）。

图2
(A类)50 mV时1 mM FcCOOH的CV⁻¹在裸金（蓝色）、Pt-B修饰（绿色）和o-PD/β-环糊精/GOx修饰（红色）微带电极上(B类)裸金（蓝色）[Rct 217 MΩ]、经Pt-B修饰的（绿色）[Rct151 MΩ】和经o-PD/β-环糊精/GOx修饰的[不合适的数据]（红色）的EIS测量Nyquist图。

图3
(A类)（1）裸金电极表面、（2）Pt-B修饰电极表面和（3）Pt-B/o-PD/β-环糊精/GOx修饰电极表面的扫描电镜图像；(B类)裸金（蓝色）、改性Pt-B（绿色）和改性Au/Pt-B/o-PD/β-环糊精（红色）的XPS测量扫描；(C类)C1s峰值的高分辨率扫描，以及(天)N1s峰的高分辨率扫描。

图4
(A类)扫描速度为50 mV时获得的LSV⁻¹H浓度增加₂O（运行）₂在Au/Pt-B/o-PD/β-环糊精表面(B类)从0.25 V的背景减去数据中获得的相应校准(C类)扫描速度为50 mV时获得的LSV⁻¹在50 mM PB溶液（pH 7.4）中增加葡萄糖浓度时，从0到0.4 V(天)从0.25 V的背景减去数据中获得的相应校准(E类)生物传感器对50 mM PB（pH 7.4）中葡萄糖浓度增加的计时电流响应的i-t曲线，以及(如果)得到的校准曲线。

图5
(A类)芯片上生物传感器对空白溶液（50 mM PB，pH 7.4）、2.5 mM葡萄糖和分离等分2.5 mM糖+其他潜在干扰物质（L-抗坏血酸（L-a）果糖（Fru）、甘露糖（Man）、尿酸（UA）和水杨酸（SA）的计时安培响应；(B类)描述储存1天后测量的2.5 mM浓度和储存4天后测量的2.5mM浓度的条形图（误差条表示从20–40 s当前采样测量时间获得的50个数据点之间的标准偏差）；(C类)传感器在添加已知浓度葡萄糖的100%胎牛血清中的计时电流响应；(天)子图的相应标准添加(C类)（插图显示了在FBS中获得的10个测量值中的1个）。

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