纸基双酶传感器：基于化学电阻机制的葡萄糖无创检测新策略

本文创新性地开发了一种基于聚(3,4-乙烯二氧噻吩):聚苯乙烯磺酸（PEDOT:PSS）与辣根过氧化物酶（HRP）/葡萄糖氧化酶（GOx）双酶系统的纸基化学电阻传感器，实现了唾液等生物体液中葡萄糖（102–104 μM）的高灵敏度检测。该技术以简易配置、低成本和小样本量（40 μL）优势，为糖尿病等疾病的居家无创监测提供了突破性解决方案。

　　

纸基双酶传感器的创新设计与机制
研究团队设计了一种基于导电聚合物PEDOT:PSS与HRP/GOx双酶系统的纸基传感器。通过紫外-可见光谱分析发现，葡萄糖在GOx催化下生成H₂O₂，进而触发HRP介导的PEDOT构象变化（醌式→苯式），导致电阻下降。这种独特的化学电阻机制避免了传统电化学传感器的复杂电极系统，在pH 7中性条件下展现出最佳响应。

性能优化与临床适配性
传感器在10²–10⁴ μM线性范围内对葡萄糖呈现显著响应，最低检测限达1.1 μM。通过冻干工艺将保质期延长至10天（4℃储存）。值得注意的是，该传感器能区分葡萄糖与唾液常见干扰物（如尿酸、乳酸、α-淀粉酶等），在人工唾液测试中仅需40 μL样本即可完成检测，无需离心预处理。

生物流体检测的突破性进展
相比现有技术，该传感器具有三大优势：1）直接检测未处理唾液，避免样本损耗；2）被动式检测架构兼容近场通信（NFC）供电；3）单件成本可压缩至2美元以下。虽然蛋白质-盐分协同效应会降低信号强度（斜率从15.02±5.16降至3.55±0.70），但通过动态基线校准仍能保持区分度。

未来展望与转化潜力
研究团队计划开展真实唾液样本验证，并优化响应时间（当前60分钟）。集成湿度补偿模块和过滤层将进一步提升实用性。这种将酶催化特异性与导电聚合物响应特性相结合的策略，为开发新一代居家代谢监测设备提供了重要技术路径。