DOI:10.1016/j.electacta.2020.136484
在本文中，將基于聚丙烯腈（PAN）、蒙脫石粘土和蒙脫石（Mt）的復合電紡納米纖維（NFs）用作開發電流型葡萄糖生物傳感器的基質。粘土作為適用于生物催化劑的固定平臺，可以通過有機分子的插入實現功能化。本研究的重點是通過摻入納米復合NFs和模型酶、葡萄糖氧化酶（GOx）的交聯，在生物傳感中利用功能性Mt。
以工業型Mt（K10）為初始粘土礦物，比較了簡單PAN和復合納米纖維PAN/Mt K10作為生物傳感基質的性能。在此基礎上，該研究以二十八烷基二甲基氯化銨（DDAC）、含延伸烷基鏈的銨鹽和亞甲基藍（MB）為氧化還原介質對Mt的改性。通過紅外光譜（FTIR）對每種分子的Mt功能化進行了評估，與掃描電鏡（SEM）觀察到的納米復合NFs的形貌和電流型葡萄糖檢測效率相關。
最終，Mt的摻入和功能化均改善了所構建生物傳感器的性能，增加了線性度，在兩個線性范圍（1.0×10-5-2.45×10-3 M和 2.45×10-3-15×10-3 M）內，線性度擴展至15×10-3 M，靈敏度提高到52 和25 mAM-1 cm-2。由于加入了DDAC-Mt，檢測限也從4.2 μM降低到2.4 μM，且操作穩定性提高到85％。
圖1.Na-Mt（黑色）、DDAC-Mt（紅色）、MB-Mt（藍色）的FT-IR光譜。
圖2.原始PAN納米纖維的SEM顯微照片：a）7％、b）10％、c）12％。
圖3.負載有：a）2、b）3和c）5wt％的復合10％PAN/Mt NFs的SEM顯微照片。
圖4.負載有5wt％的復合10％PAN/Mt NFs的SEM顯微照片：a）Na-Mt、b）MB-Mt、c）DDAC-Mt。
圖5.復合材料的EDX圖：a）PAN/Na-Mt NFs和b）PAN/DDAC-Mt NFs。
圖6.A.原始PAN NFs生物傳感器在pH6.5和0.7V時相對于Ag/AgCl的安培響應和校準曲線（帶有標準偏差誤差線）；B.PAN/Mt（K10）5wt％（紅線，粉紅色標記）、PAN/DDAC-Mt 5wt％（黑線，紫色標記）生物傳感器在pH7.0和0.65V時相對于Ag/AgCl的安培響應和校準曲線（帶有標準偏差誤差條）。
圖7.原始PAN（黃色標記：pH6.5和0.7V，相對于Ag/AgCl）、PAN/Mt（K10）2wt％（橙色標記）、PAN/Mt（K10）5wt％（紅色標記）、PAN/Na-Mt 5wt％（紫色標記）、PAN/DDAC-Mt 5wt％（藍色標記）（pH7.0和0.65V，相對于Ag/AgCl）生物傳感器主要線性范圍的校準曲線（帶有標準偏差誤差條）。
圖8.PAN/MB/Na-Mt（紅線，藍色標記）和PAN/MB-Mt（黑線，綠色標記）（pH7.0和0.65V，相對于Ag/AgCl）的安培響應和雙曲線校準曲線（帶有標準偏差誤差條）。
圖9.PAN/MB/Na-Mt生物傳感器在0.65（綠色）和-0.15（淺綠色）V下，相對于Ag/AgCl的校準曲線（帶有標準偏差誤差條）與PAN/MB/Na-Mt生物傳感器在0.65（藍色）和-0.15（淺藍色）V下，相對于Ag/AgCl（pH7.0）的校準曲線（帶有標準偏差誤差條）的比較。
圖10.相對于Ag/AgCl（pH6.5和7.0），干擾對（PAN）（a）、PAN/Mt 5wt％（b）、PAN/MB-Mt（c）和PAN/DDAC-Mt（d）生物傳感器在0.7和0.65V時檢測糖類的影響。a.a.-抗壞血酸；c.a.-檸檬酸。
