组成图示
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传感器类型
电化学生物传感器
检测对象
过氧化氢（H2O2）；样品基质：pH 7.0 无氧磷酸盐缓冲液（WO-PBS）
检测原理
在 pH 7.0 下，ZnONR 因高等电点带正电，PSS 带负电，HRP 等电点约 8.9 带正电，因此 PSS 与 HRP 通过静电作用交替吸附于 ZnONR 表面形成多层结构。HRP 血红素中心的 Fe(III)/Fe(II) 可直接与 ZnONR/Au 电极发生电子转移，无需电子转移介质。当 H2O2 存在时，HRP(Fe3+) 与 H2O2 生成 Compound I，随后 Compound I 接受电子和质子生成 Compound II，再进一步还原再生 HRP(Fe3+)，并产生阴极电流。HRP 层数增加使电活性酶表面浓度提高，催化电流随 H2O2 浓度增大，在 -0.25 V 安培法下实现检测。
检测灵敏度
LOD: 1.9–2.5 µM；线性范围: 5 µM–1.7 mM；灵敏度: 36.28–58.15 µA mM-1
效应效果
传感器在 -0.25 V 下对 H2O2 的响应时间小于 5 s，达到稳态电流的 95%。HRP 层数从 1 增至 5 时，电活性 HRP 表面浓度 Γ* 由 7.24×10^-11 增至 2.466×10^-10 mol cm^-2，灵敏度由 36.28 增至 58.15 µA mM^-1。三层 HRP 传感器表现最佳，表观 Michaelis-Menten 常数 KMapp 为 10.72 µM，检出限 1.9 µM，灵敏度 55.2 µA mM^-1。加入 2 mM H2O2 后，HRP 修饰电极阴极峰电流增量约为未修饰电极的 9 倍。论文未报告实际样品加标回收率、RSD、长期稳定性及与 ELISA/HPLC/qPCR 的对比，但作者指出其 LOD 和 KMapp 低于已有报道，灵敏度高于部分文献。
传感器的构成
- 基底电极：金线（Au wire），端部热球化，作为工作电极和电子传导基底
- 合金成核层：Zn-Au 合金层，由热蒸发锌后 300 °C 退火形成，改善 ZnO 成核与传感器稳定性
- 纳米修饰层：氧化锌纳米棒（ZnONR），水热法生长，提供高比表面积、极性表面和电子传导通道
- 电荷调控层：聚苯乙烯磺酸钠（PSS），负电聚合物，与正电 ZnONR/HRP 静电吸附形成多层间隔
- 识别催化层：辣根过氧化物酶（HRP），固定于 PSS 层上，催化 H2O2 还原并保持直接电子转移活性
中文摘要
以锌粉为源材料，在经热蒸发锌并退火形成 Zn-Au 合金层的金线端部，通过水热法直接生长氧化锌纳米棒（ZnONR）。利用 ZnONR 在 pH 7.0 下带正电、聚苯乙烯磺酸钠（PSS）带负电、辣根过氧化物酶（HRP）等电点较高带正电的特性，将 PSS 与 HRP 交替静电吸附于 ZnONR 表面，构建多层电化学生物传感器。SEM、紫外-可见光谱、Zeta 电位和电化学测试表明 PSS 与 HRP 成功层状固定，HRP 保持生物活性，可在无电子转移介质条件下实现直接电子转移。该传感器用于过氧化氢（H2O2）检测，具有宽线性范围、低检出限和快速响应，灵敏度随 HRP 层数增加而提高。
英文摘要
Using zinc powders as source material, ZnO nanorods (ZnONR) were fabricated on gold wire by a hydrothermal reaction without any other surfactant. The gold wire end was coated by a thin layer of Zn-Au alloy to improve the nucleation for growth of ZnO nanostructures and to further improve the performance of the biosensor, which was constructed by alternatively immobilizing poly(sodium 4-styrenesulfonate) (PSS) and horseradish peroxidase (HRP) on the ZnONR. Electrochemical measurement, ultraviolet-visible spectrum, zeta-potential, and scanning electron microscopic analysis demonstrated that PSS and HRP were stably adsorbed layer by layer on the ZnONR surface, and the HRP kept bioactivity for H(2)O(2) detection without an electron transfer mediator. The multilayered HRP sensors exhibited a wide linear range and low detection limit. The sensitivity of the biosensor increased with the immobilized HRP layers from the lowest value of 36.28 microA mM(-1) for a monolayer.