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
蒜氨酸（alliin）、蒜素（allicin）的超氧自由基清除/抗氧化能力；样品基质为纯物质溶液及大蒜球提取物（缓冲液/乙醇稀释）。
检测原理
该传感器以XOD催化HX生成O2•−为自由基源，O2•−扩散至电极表面并还原共固定的cyt c；在150 mV恒电位下，被还原的cyt c在Au SAM界面再氧化，产生与O2•−浓度成正比的氧化电流。SAM中的MU/MUA混合层促进cyt c与金电极间的电子转移，EDC/NHS共价固定提高蛋白稳定性，cyt c与XOD近距离共固定缩短O2•−扩散路径，减少其自发歧化，使安培信号较文献报道提高约15倍。加入抗氧化剂后，O2•−被清除，cyt c还原程度降低，电流下降；以初始ROS信号归一化，计算抑制50%所需浓度IC50，从而表征抗氧化能力。
检测灵敏度
IC50: 100 ± 8 μg mL−1（大蒜提取物蒜氨酸）；原文未报告LOD、线性范围、灵敏度斜率或相关系数。
效应效果
Protocol 4传感器10 min内信号下降仅0.1%，直接吸附Protocol 1下降50.3%，共价固定稳定性高；cyt c表面覆盖度14.5 pmol cm−2，接近理论单分子层14.3 pmol cm−2，kS为42.8 s−1，峰间距41 mV，电子转移快。480 μM H2O2对O2•−信号影响约4%，等浓度尿酸无响应；大蒜提取物对cyt c伏安峰影响小于1%，SAM可阻挡抗氧化剂直接法拉第响应。三电极重复测定中，大蒜提取物蒜氨酸IC50为100±8 μg mL−1，纯蒜氨酸抗氧化能力弱，蒜素呈促氧化性。作者认为该传感器适合纯物质和天然样品抗氧化能力的快速实时电化学评价。
传感器的构成
- 基底/换能器电极：金丝网印刷电极（Au SPE，DropSens，12.6 mm2），作为工作电极；铂丝对电极和双盐桥Ag/AgCl参比电极组成三电极体系。
- 自组装单分子层（SAM）修饰层：3.75 mM 11-巯基-1-十一碳醇（MU）与1.25 mM 11-巯基十一碳酸（MUA）在乙醇中孵育96 h，形成隔离层并提供端基用于蛋白固定。
- 共价活化层：EDC（1-乙基-3-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺）和NHS（N-羟基琥珀酰亚胺）活化SAM羧基，形成活性酯以共价连接蛋白。
- 识别/电子转移元件：细胞色素c（cyt c，马心来源）共固定于SAM，被超氧自由基O2•−还原后在电极表面再氧化，产生安培信号。
- 酶发生层：黄嘌呤氧化酶（XOD，酪乳来源）共固定于SAM，催化次黄嘌呤（HX）生成O2•−，提供稳定自由基源。
- 底物/反应物：次黄嘌呤（HX，80 μM）作为XOD底物；EDTA（100 μM）和Na-PBS（pH 7.5）维持反应环境。
- 干扰消除辅助酶：过氧化氢酶（catalase，CAT，10 U mL−1）加入溶液，分解H2O2，避免过氧化氢干扰。
- 信号读出层：恒电位安培法在150 mV（vs Ag/AgCl）读取cyt c氧化电流，抗氧化剂加入后电流下降，以IC50表征抗氧化能力。
中文摘要
本文报道了一种基于细胞色素c（cyt c）的安培型生物传感器的表征与优化，用于测定纯物质和天然样品中的抗氧化能力。将cyt c与黄嘌呤氧化酶（XOD）通过多种长链硫醇组合共同固定于电极表面，形成自组装单分子层（SAM）。通过循环伏安法（CV）、方波伏安法（SWV）、计时安培法（CA）和阻抗谱（IS）等电化学方法，优化了SAM中硫醇组成与比例、cyt c和XOD固定方案以及SAM形成时间。结果表明，3.75 mM 11-巯基-1-十一碳醇（MU）与1.25 mM 11-巯基十一碳酸（MUA）混合自组装层可获得较高cyt c氧化峰电流；采用EDC/NHS活化SAM后再共固定cyt c和XOD的方案具有较高信号响应和长期稳定性；硫醇孵育96 h后cyt c负载量和XOD活性达到最大。最后将该传感器应用于纯蒜氨酸及大蒜提取物中蒜氨酸和蒜素抗氧化能力的测定，发现大蒜提取物中蒜氨酸的抗氧化能力高于纯蒜氨酸，可能源于提取过程中产生的其他抗氧化物质。
英文摘要
This paper describes the characterization and optimization of an amperometric cytochrome c (cyt c)-based sensor for the determination of the antioxidant capacity of pure substances and natural samples. The cyt c and the xanthine oxidase (XOD) enzyme were co-immobilized on the electrode using the combination of several long-chain thiols. The self-assembled monolayer (SAM) was optimized in terms of composition and ratio between thiols. The immobilization protocol for both cyt c and XOD and the SAM formation time were evaluated through electrochemical methods, such as cyclic voltammetry (CV), square wave voltammetry (SWV), chronoamperometry (CA) and impedance spectroscopy (IS). Finally, the biosensor was applied to the determination of the antioxidant capacity of pure alliin and two compounds extracted from garlic bulbs.