【摘要】：自从第三代葡萄糖传感器的概念被提出以来，葡萄糖氧化酶(glucose oxidase，GOx或GOD)与电极之间的直接电子传递(Direct electron transfer，DET)问题就备受研究者的关注。对GOx在电极表面DET的认识对构建新的第三代葡萄糖传感器具有重要的意义。本文通过恒电位技术将聚3，4-乙烯二氧噻吩(PEDOT)修饰到碳纤维微电极上，方便地在碳纤维微电极上构建了多孔的表面修饰层。实验结果表明PEDOT具有优良的电化学活性，修饰电极的电活性表面积比裸电极提高了100倍以上。同时，修饰电极的异相电子转移能力和金、铂等贵金属微电极相当。


实验中，通过静电力作用，将GOx有效地固定在PEDOT修饰电极表面，构建了PEDOT-GOx修饰碳纤维微电极，并对酶电极的电化学行为进行了表征。实验结果表明，PEDOT修饰层上负载的酶分子与电极之间具有直接的电子传递(DET)过程，且该过程发生时涉及单质子、双步单电子的转移。由于这个特殊的DET行为，使得GOx的活性中心(FAD)的氧化还原特征电位低于理论值，而更低的电位代表着得到的酶电极具有更好的选择性，这一点在对红酒、运动饮料样品中的葡萄糖含量的检测中得到了验证。同时，酶电极的线性范围为0.5-15mmol·L~(-1)(n=5)，灵敏度为8.5μA·cm~(-2)·m M~(-1)，米氏常数为6.5 m M，并且在60天后，酶电极依旧保持着81.3%的相对电流响应。利用上面的修饰方法制备了PEDOT和GOx修饰的丝网印刷电极(SPE)，并对葡萄糖在修饰电极上的电化学响应进行了评价。


实验结果表明，制备得到的SPE-PEDOT-GOx电极对底物具有具有较好的电催化性能。线性范围为1-7mmol·L~(-1)(n=5)，米氏常数为2.3 m M。实验中还发现，酶电极上的GOx在有氧条件下的酶活性要大于无氧条件下的酶活，其中有氧条件下SPE-PEDOT-GOx电极上酶的最大催化反应速率是无氧条件下的10倍。在微尺度电极和常规尺度电极上的实验结果，表明本文所使用的方法是一种具有一定实用性的实现葡萄糖氧化酶直接电化学的方法，这对于构建某些需要具有特殊尺寸及形状的第三代葡萄糖传感器具有较为重要的应用前景。