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
D-山梨醇（D-sorbitol）；样品基质：Gluconobacter oxydans生物转化液（含过量L-鼠李糖L-sorbose）
检测原理
识别事件为D-山梨醇与固定化D-山梨醇脱氢酶（SDH）结合并被氧化，NAD+作为辅因子生成NADH和D-果糖。随后二氢吡啶核苷酸脱氢酶（DP）以铁氰化钾为电子受体，将NADH氧化再生NAD+，同时铁氰化钾被还原为亚铁氰化钾。亚铁氰化钾扩散至玻碳电极表面，在+300 mV下发生电化学氧化，产生与D-山梨醇浓度相关的安培电流。DP再生NAD+使SDH持续催化，形成酶级联放大；铁氰化钾作为电子介质将酶反应电子传递到电极。信号随D-山梨醇浓度升高而增大，线性至1.1 mM，动态范围至18 mM。L-鼠李糖不被SDH识别，因此高过量存在不干扰。
检测灵敏度
LOD: 20 μM（FIA模式）、3 μM（批式模式）；线性范围: 0.006–0.55 mM（批式模式）、至1.1 mM（FIA模式）；灵敏度: (72 ± 2) nA mM-1（FIA模式）、950 ± 20 nA mM-1（批式模式）；动态范围: 至18 mM（FIA模式）。
效应效果
传感器在FIA模式下平均RSD为2.2%（0.5%–3.8%，未计最后一个2 mM样品RSD 14.8%），分析时间约5.5 min，短于HPLC的22 min和GC的13 min。与HPLC比对斜率为1.01 ± 0.01、R^2=0.9998，与GC比对斜率为0.97 ± 0.01、R^2=0.9994，表明在L-鼠李糖摩尔过量60或180倍时仍具良好选择性。操作稳定性较差，7 mM D-山梨醇重复进样46 h后电流降至初始8%，故仅用于离线FIA监测。作者认为其通量10 h-1足以监测Gluconobacter oxydans生物转化中D-山梨醇消耗，并支持91%转化效率评估。
传感器的构成
- 换能器电极：玻碳电极（GCE，d=3 mm）作为工作电极，施加+300 mV检测亚铁氰化钾氧化电流；集成Ag/AgCl参比电极（d=2 mm）用于电位控制。
- 酶催化识别层：D-山梨醇脱氢酶（SDH，绵羊肝来源）与二氢吡啶核苷酸脱氢酶（DP，Clostridium sp.来源）共固定于GCE表面，SDH催化D-山梨醇氧化，DP再生NAD+。
- 透析膜：Servapor® 44144透析膜覆盖酶层，固定酶并允许小分子底物、NAD+和铁氰化钾通过。
- 氧化还原介质：铁氰化钾（K3Fe(CN)6，4 mM）作为电子介质，被DP还原为亚铁氰化钾并在GCE表面氧化产生电流。
- 辅因子/电子供体：NAD+（4 mM）作为SDH辅因子，接受D-山梨醇氧化产生的氢生成NADH，再由DP氧化。
- 缓冲液：0.1 M磷酸盐缓冲液（PB，pH 8）维持酶活性和离子环境。
- 流路与读出：FIA流动池（死体积约150 μL）与T型混合器输送样品和介质，恒电位仪PST-3及LabVIEW采集安培电流。
中文摘要
本研究采用铁氰化物介导的安培型生物传感器，将D-山梨醇脱氢酶（SDH）与二氢吡啶核苷酸脱氢酶（DP）共固定于玻碳电极表面，用于灵敏检测D-山梨醇。该传感器成功集成到离线流动注射分析（FIA）系统中，样品通量约为10个/小时。在FIA模式下，传感器对D-山梨醇的检出限为20 μM，样品分析平均相对标准偏差为2.2%。D-山梨醇信号在1.1 mM以下呈线性，灵敏度为(72 ± 2) nA mM-1，动态范围可延伸至18 mM。在生物转化产物L-鼠李糖（L-sorbose）大量过量存在时，传感器仍给出可靠结果，与高效液相色谱（HPLC）和气相色谱（GC）测定结果高度一致，表明其可用于Gluconobacter oxydans将D-山梨醇生物转化为L-鼠李糖过程中的底物消耗监测。
英文摘要
A ferricyanide mediated amperometric biosensor system implementing D-sorbitol dehydrogenase together with diaphorase for sensitive detection of D-sorbitol was used. The biosensor system was successfully integrated into an off-line FIA system with a throughput of detection of 10 h(-1). The device exhibited limit of detection of 20 microM with an average relative standard deviation of analysis of samples of 2.2%. The signal of the biosensor was linear up to 1.1 mM for D-sorbitol with sensitivity of (72 +/- 2) nA mM(-1), while a dynamic range was much wider up to 18 mM. The sorbitol biosensor gave reliable results even in the presence of a high molar excess of L-sorbose, a product of the biotransformation process, as judged from an excellent agreement with HPLC and GC.