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
葡萄糖（glucose），样品基质为磷酸盐缓冲液（含 FCA 介体）
检测原理
该传感器以 HOPG 为导电基底，EAK16-II 离子互补肽在表面自组装成纳米纤维，提供暴露的谷氨酸羧基和赖氨酸氨基。经 EDC/NHS 活化后，GOx 的氨基与肽链羧基形成酰胺键，使酶以较天然构象固定。检测时，葡萄糖进入 GOx 活性中心并被氧化，反应产生的还原当量通过二茂铁羧酸（FCA）介导传递到 HOPG 表面。在 0.45 V 恒电位下，FCA 的氧化还原循环产生阳极电流；葡萄糖浓度越高，单位时间内电子传递越多，电流越大。响应符合 Michaelis–Menten 动力学，低浓度区近似线性，高浓度趋于平台。
检测灵敏度
线性范围: 0–10 mM；校准范围: 0–20 mM；灵敏度: 26 nA mM−1 mm−2；R^2 = 0.97
效应效果
AFM 显示裸 HOPG 上 GOx 呈约 1 nm 无定形聚集体，提示去折叠；EAK16-II 修饰后 GOx 保持约 5 nm 球状结构。循环伏安中，含葡萄糖时电极出现电催化阳极电流，且随浓度升高而增大；20 mM 葡萄糖下物理吸附 GOx 的电流小于 20 μA，而 EAK16-II 修饰电极在 5 mM 葡萄糖下约 30 μA，说明肽修饰增强了酶活性。计时电流校准曲线在 0–10 mM 线性，R^2=0.97，灵敏度 26 nA mM−1 mm−2，约为硫醇修饰金纳米管/金电极（约 4 nA mM−1 mm−2）的 6 倍，并覆盖临床所需 3.5–6.5 mM 范围。原文未报告选择性、稳定性、重现性或实际样品回收率。
传感器的构成
- 基底/换能器电极：高定向热解石墨（HOPG）电极，提供导电基底与电化学换能界面
- 纳米材料修饰层：离子互补肽 EAK16-II 自组装纳米纤维，形成生物相容界面并暴露 COOH/NH2 官能团
- 活化交联层：EDC/NHS 处理，将 EAK16-II 中谷氨酸残基羧基转化为 NHS 酯，用于共价偶联
- 识别元件：葡萄糖氧化酶（GOx），催化葡萄糖氧化并保留天然构象
- 信号标记物/电子介体：二茂铁羧酸（FCA），介导电子从酶反应传递至电极
- 电解液体系：100 mM 磷酸盐缓冲液（pH 7.0），提供酶反应与电化学测量环境
- 电化学测量电极：Ag/AgCl 参比电极与 Pt 辅助电极，用于三电极电位控制和电流读出
中文摘要
本文报道了一种基于离子互补肽纳米纤维的电化学生物传感平台。作者将自组装肽 EAK16-II 修饰到高定向热解石墨（HOPG）电极表面，形成具有暴露羧基和氨基官能团的纳米纤维矩阵，用于葡萄糖氧化酶（GOx）的固定。通过 EDC/NHS 活化肽链上的羧基，GOx 以酰胺键共价结合到修饰层中。原子力显微镜显示，裸 HOPG 上 GOx 呈无定形聚集体，易发生去折叠；而在 EAK16-II 纳米纤维表面，GOx 保持约 5 nm 的球状天然构象。循环伏安和计时电流实验表明，该酶电极在含二茂铁羧酸（FCA）介体的磷酸盐缓冲液中可催化葡萄糖氧化并产生阳极电流，电流随葡萄糖浓度升高而增大，线性范围达 10 mM，灵敏度为 26 nA mM−1 mm−2，显著高于硫醇修饰金电极体系。结果表明，离子互补肽可作为生物相容性电极修饰材料，用于酶固定和生物分子传感。
英文摘要
A novel electrochemical biosensing platform is described using biocompatible, self-assembled ionic-complementary peptide nanofibers. The compatibility of a graphite electrode modified by these peptide nanofibers with enzymes is demonstrated using a model enzyme glucose oxidase (GOx). A glucose biosensor has been successfully fabricated by incorporating this enzyme into the modified electrode. From measurement of its electrode response and sensitivity, this nanofiber-modified electrode shows promise as an enzyme-based biosensor. The findings presented here demonstrate excellent potential of the use of ionic-complementary peptides to modify electrode surfaces for biomolecular sensing and diagnostics.