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
氯霉素（chloramphenicol, CAP）；样品基质：PBS（pH 7.0）及氯霉素注射液
检测原理
该传感器以卟啉作为模拟酶催化元件，而非抗体或适配体识别。氯霉素（CAP）分子中的硝基芳基在电极表面被还原；卟啉中的 FeIII/FeII 氧化还原对通过介导机制在电极与 CAP 之间传递电子，使 CAP 在较正电位 -0.56 V 下发生还原。SWNHs 的高导电性加快电子传递，TiO2 作为桥接层促进 SWNHs 与卟啉间电荷转移，三者协同降低过电位并增强电流。恒电位下，CAP 浓度升高使还原电流线性增大，从而通过安培电流定量 CAP。
检测灵敏度
LOD: 0.9 nM (S/N = 3)；线性范围: 至 135.7 mM（原文：up to 135.7 mM）
效应效果
传感器响应时间约 5 s，线性范围跨五个数量级，优于 IL-金纳米颗粒-SWNTs 修饰 GCE（5.0 nM）、碳纤维微电极（47 nM）和 Nafion 涂覆丝网印刷电极（420 nM）。制备重现性 RSD 为 4.6%；5 nM 和 5 mM CAP 重复进样 CV 分别为 4.3% 和 3.9%。室温避光保存 5 d 无明显衰减，25 d 保留 91.7%。1000 倍 CAP 的常见离子、蔗糖、葡萄糖及氯四环素、链霉素、青霉素不干扰。氯霉素注射液测得 0.40 ± 0.017 M（原文单位），与 HPLC 0.39 M 接近；加标 15 nM 和 5 mM 回收率为 105.4 ± 4.3% 和 96.7 ± 3.9%。
传感器的构成
- 基底电极：玻碳电极（GCE），作为导电基底与电流换能器
- 导电纳米层：单壁碳纳米角（SWNHs），提供高比表面并加速电子传递
- 桥接纳米层：二氧化钛纳米颗粒（TiO2），通过齿状结合连接 SWNHs 与卟啉并促进电荷转移
- 催化识别层：羟基铁原卟啉（hydroxyferriprotoporphyrin），作为模拟酶催化剂介导氯霉素（CAP）还原
- 信号输出：CAP 在 -0.56 V 下被电化学还原，产生与浓度相关的安培电流
中文摘要
本文报道了一种由单壁碳纳米角（SWNHs）、二氧化钛纳米颗粒（TiO2）和羟基铁原卟啉构成的三明治纳米杂化材料。TiO2 纳米颗粒通过齿状结合固定于卟啉羧基和 SWNHs 表面，形成 SWNHs–TiO2–porphyrin 杂化结构。XPS、FTIR、Raman 和 TEM 表征证实了该三明治结构及电子耦合。该杂化材料在中性介质中对氯霉素（CAP）的还原具有优异电催化活性：SWNHs 提高电子传递速率，TiO2 作为桥接层促进电荷转移，卟啉以介导机制降低 CAP 还原电位。基于该修饰电极构建了安培型生物传感器，在 -0.56 V 下对 CAP 响应迅速，线性范围宽、检出限低、稳定性好，可用于氯霉素的低成本快速检测。
英文摘要
A sandwich nanohybrid of single-walled carbon nanohorn-TiO2-porphyrin was prepared via the dentate binding of TiO2 nanoparticles to carboxylate groups, which showed an excellent electrocatalytic activity towards the reduction of chloramphenicol in neutral media, leading to a highly sensitive and stable amperometric biosensor for chloramphenicol.