引言
全球糖尿病患病率的上升推动了对实用葡萄糖监测技术日益增长的需求。在日常疾病管理中，具有高可靠性和佩戴舒适度的无创检测策略尤为受到关注[1,2]。传统的自我血糖监测方法依赖于指尖采血，造成不适感且长期依从性差[3]。由于汗液葡萄糖水平与血糖浓度具有良好的相关性，可穿戴电化学汗液传感器已成为无创连续葡萄糖监测的一种有前景的方法[4,5]。
电化学检测通过将分子识别事件转化为实时电信号来实现，通常是在导电电极表面固定生物受体或催化活性纳米材料[6]。得益于易于微型化、低功耗以及与便携式终端的优异兼容性，电化学传感平台已被广泛应用于各种生物标志物的即时检测现场分析，涵盖病原菌鉴定和炎症标志物分析[7,8]。一篇全面综述也确认，电化学传感器已成为高灵敏生物标志物检测领域传统检测方法的有力替代，在低成本、便携式健康监测场景中展现出卓越的潜力[9]。与比色法[10,11]和荧光法[12,13]相比，它们成本更低、操作更简便，为可穿戴汗液葡萄糖传感器提供了坚实的技术基础。然而，大多数现有葡萄糖传感器构建于刚性基底上，这限制了其在可穿戴场景中的应用。因此，开发兼具高导电性、生物相容性和机械鲁棒性的柔性电极材料已成为关键研究方向[14,15]。
细菌纤维素(BC)是由特定细菌产生的天然聚合物，以其独特的纳米级结构和优异的机械强度为特征[16,17]。其三维交联网络不仅赋予其卓越的生物相容性[18,19]，还显示出在柔性传感器应用中巨大的潜力(图1)。例如，BC基底实现了用于人造汗液中乳酸检测的生物相容性、机械鲁棒的电化学生物传感器(图1a)。基于微生物纳米纤维素的平台实现了有毒金属和生物标志物的检测，具有良好的皮肤粘附性和可更新性，适用于可穿戴应用(图1b)。BC还作为葡萄糖/O?生物燃料电池的柔性电极基底，提高了自供电传感的功率密度和检测范围(图1c)。此外，BC衍生的介孔碳纤维纳米线提高了葡萄糖传感灵敏度，凸显了BC在高性能传感中的潜力(图1d)。
然而，天然BC是电绝缘的，这阻碍了其直接用于电子设备。将导电填料引入BC基体是一种常见解决方案，碳纳米管(CNTs)是其中最广泛采用的候选材料之一[20,21]。CNTs具有高导电性、优异的化学稳定性和大的比表面积。当与BC复合时，它们不仅构建了连续的导电网络，还为电化学反应提供了丰富的活性位点[22,23]。
传统的酶法葡萄糖传感器依赖于葡萄糖氧化酶(GOx)催化葡萄糖氧化产生电流信号[24,25]。然而，酶基电极存在长期稳定性有限、成本高以及对环境条件敏感等缺点，限制了其实际应用[26,27]。基于金属催化剂的非酶法葡萄糖传感器为解决这些问题提供了一种替代策略。常用的催化材料包括铂(Pt)[28]、金(Au)[29,30]和其他过渡金属化合物[31,32]。其中，Pt因其优异的电催化活性、高化学稳定性和良好的抗毒化能力而被广泛使用[33,34]。它能高效催化葡萄糖氧化并输出可靠的信号，其催化性能几乎不受环境温度或pH值的影响，非常适合长期无创葡萄糖监测[35,36]。
迄今为止，CNT-Pt复合系统已被广泛应用于电化学葡萄糖检测，但主要是基于碳糊电极等刚性常规电极的酶法生物传感器。这些系统依赖天然葡萄糖氧化酶来实现催化选择性，不可避免地面临酶长期稳定性差和环境要求严格等问题，且刚性电极结构也无法适应柔性可穿戴场景[37]。
对于基于BC的导电复合基底，一篇全面综述总结了BC/CNT柔性薄膜的常见制备策略，并指出当前研究通常集中于提高复合材料的导电性。很少有工作针对基底后续贵金属催化剂负载对微观结构和表面化学性质进行有针对性的预优化[38]。这一疏忽通常导致催化纳米粒子分散不均，而金属粒子的过量负载则倾向于破坏BC的三维纤维网络，最终牺牲了自支撑薄膜的机械柔性。此外，对于由BC柔性框架、CNT导电网络和Pt催化位点组成的三元体系的协同机制，仍缺乏系统性的讨论，尤其是在非酶法汗液葡萄糖传感场景中。
为弥补这些不足，本工作提出了一种BC/CNT/Pt柔性自支撑电极的逐步构建策略。我们首先优化BC和羧基化CNT的质量比，预先调节导电骨架的多孔结构、导电性和表面含氧官能团密度。然后通过原位化学还原将Pt纳米粒子均匀锚定在优化后的骨架上。这种设计不仅提高了Pt催化位点的分散性，避免了过量金属负载对BC基体的结构破坏，还实现了各组分的功能协同：BC提供柔性自支撑框架和丰富的传质通道，CNTs构建连续的电子传输网络，Pt纳米粒子作为高效的非酶法催化中心。在此基础上，我们系统评估了电极的葡萄糖传感性能，并验证了其在人造汗液样本中的应用可行性。本工作为基于BC的柔性非酶法葡萄糖传感电极的构建提供了一种可参考的组分设计理念。
