In this work, polyacrylonitrile (PAN) nanofiber mats coated with conductive polypyrrole layers were produced at the surface of gold electrodes by a two-step approach combining electrospinning and vapor phase polymerization. In the first step, smooth and uniform PAN fibers exhibiting an average diameter of 650 ± 10 nm were generated through electrospinning of 12 wt% PAN solutions. The electrospun PAN fibers were impregnated with iron(III)tosylate (FeTos), annealed at 70°C and used as a robust and stable template for the growth of a thin layer of conductive polymer by co-polymerizing pyrrole (Py) and pyrrole-3-carboyxylic acid (Py3COOH) vapors under nitrogen atmosphere. The carboxyl groups introduced in polypyrrole coatings enabled further covalent binding of a model enzyme, glucose oxidase. The effect of different parameters (concentration of FeTos into the immersion solution, time of polymerization, Py/Py3COOH molar ratio) on the PAN/PPy/PPy3COOH/GOx impedimetric biosensor response was investigated. In the best conditions tested (immersion of the PAN fibers into 20 wt% FeTos solution, polymerization time: 30 min, 1:2 Py/Py3COOH ratio), the biosensor response was linear in a wide range of glucose concentration (20 nM−2μM) and selective toward ascorbic and uric acids. A very low limit of detection (2 nM) compared to those already reported in the literature was achieved. This value enables the determination of glucose in human serum after a large dilution of the sample (normal concentrations: 3.6 mM−6.1 mM range).

在这项工作中，通过将静电纺丝和气相聚合相结合的两步方法，在金电极表面制备了涂覆有导电聚吡咯层的聚丙烯腈（PAN）纳米纤维毡。第一步，通过电纺12 wt％的PAN溶液，生成平均直径为650±10 nm的光滑均匀的PAN纤维。静电纺丝PAN纤维用甲苯磺酸铁（III）浸渍（FeTos），在70°C退火，并用作通过使吡咯（Py）和吡咯-共聚物共聚而生长导电聚合物薄层的坚固而稳定的模板在氮气气氛下，3-羧酸羟基（Py3COOH）蒸发。引入到聚吡咯涂层中的羧基能够进一步共价结合模型酶葡萄糖氧化酶。研究了不同参数（浸入溶液中的FeTos浓度，聚合时间，Py / Py3COOH摩尔比）对PAN / PPy / PPy3COOH / GOx阻抗生物传感器响应的影响。在测试的最佳条件下（将PAN纤维浸入20 wt％FeTos溶液中，聚合时间：30分钟，Py / Py3COOH比为1：2），生物传感器的响应在宽范围的葡萄糖浓度（20nM-2μM）中呈线性），对抗坏血酸和尿酸有选择性。与文献中已报道的检测限相比，检测限非常低（2 nM）。该值可在样品大量稀释后测定人血清中的葡萄糖（正常浓度：3.6 mM-6.1 mM范围）。研究了Py / Py3COOH摩尔比对PAN / PPy / PPy3COOH / GOx阻抗生物传感器响应的影响。在测试的最佳条件下（将PAN纤维浸入20 wt％FeTos溶液中，聚合时间：30分钟，Py / Py3COOH比为1：2），生物传感器的响应在宽范围的葡萄糖浓度（20nM-2μM）中呈线性），对抗坏血酸和尿酸有选择性。与文献中已报道的检测限相比，检测限非常低（2 nM）。该值可在样品大量稀释后测定人血清中的葡萄糖（正常浓度：3.6 mM-6.1 mM范围）。研究了Py / Py3COOH摩尔比对PAN / PPy / PPy3COOH / GOx阻抗生物传感器响应的影响。在测试的最佳条件下（将PAN纤维浸入20 wt％FeTos溶液中，聚合时间：30分钟，Py / Py3COOH比为1：2），生物传感器的响应在宽范围的葡萄糖浓度（20nM-2μM）中呈线性），对抗坏血酸和尿酸有选择性。与文献中已报道的检测限相比，检测限非常低（2 nM）。该值可在样品大量稀释后测定人血清中的葡萄糖（正常浓度：3.6 mM-6.1 mM范围）。生物传感器在宽范围的葡萄糖浓度（20nM-2μM）中呈线性，对抗坏血酸和尿酸具有选择性。与文献中已报道的检测限相比，检测限非常低（2 nM）。该值可在样品大量稀释后测定人血清中的葡萄糖（正常浓度：3.6 mM-6.1 mM范围）。生物传感器在宽范围的葡萄糖浓度（20nM-2μM）中呈线性，对抗坏血酸和尿酸具有选择性。与文献中已报道的检测限相比，检测限非常低（2 nM）。该值可在样品大量稀释后测定人血清中的葡萄糖（正常浓度：3.6 mM-6.1 mM范围）。