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
左乙拉西坦（levetiracetam, LEV）；样品基质：药物制剂（Keppra 片剂）及合成缓冲液样品
检测原理
HRP 通过 EDC/NHS 催化形成的酰胺键定向共价固定在氨基苯基修饰的 SPCE 表面。检测时，在 pH 7.0、-0.4 V 条件下，H2O2 先氧化 HRP 形成氧化中间体，LEV 作为电子供体/底物被 HRP 催化氧化，生成可在电极表面发生电化学还原的产物。该产物在恒定电位下被还原，产生计时安培电流。随着 LEV 浓度增加，酶促反应速率和电极表面产物浓度增加，还原电流增大。HRP 催化循环使单个酶分子可连续转化多个 LEV 分子，实现酶催化信号放大。通过优化 H2O2 浓度、pH 和电位提高选择性。
检测灵敏度
LOD: 1.87 × 10^-5 M, 1.52 × 10^-5 M, 1.86 × 10^-5 M；平均 LOD: 1.75 × 10^-5 M (a = b = 0.05)；线性范围: 0.10 to 0.83 mM；Sensibility × 10^-5 (nA M^-1): 0.248 ± 0.001, 0.290 ± 0.001, 0.249 ± 0.001；R^2: 0.999, 0.999, 0.999
效应效果
在优化条件下，不同传感器校准曲线斜率 RSD 为 6.21%（n=4），较此前报道的 LEV 电化学生物传感器重现性提高 60% 以上；单传感器连续校准 RSD 为 14.04%（前四次校准曲线）和 0.89%（前三次校准曲线）。裸电极及仅吸附 HRP 的对照无分析信号，表明共价固定对信号贡献关键。传感器用于含 500 mg LEV 的 Keppra 片剂，标准加入法测得 489.36 ± 30.09 mg（n=3），回收率分别为 100.12%、95.30%、98.19%，RSD 2.47%，与标称值一致。方法无需样品前处理，适用于药物制剂中 LEV 的快速选择性测定。
传感器的构成
- 基底/换能器电极：丝网印刷碳电极（SPCE），工作电极为碳墨（Electrodag PF-407 A），参考电极为银/氯化银墨（Electrodag 6037 SS），对电极为碳墨，提供三电极电化学换能。
- 芳基重氮盐接枝层：4-硝基苯重氮四氟硼酸盐（N2C6H4NO2 BF4-）在 SPCE 表面电化学还原生成芳基自由基并共价接枝，形成有机单分子层。
- 氨基功能化层：4-氨基苯基修饰层，由硝基还原得到，为 HRP 共价固定提供氨基反应位点。
- 交联/定向固定层：EDC/NHS 催化酰胺键形成层，N-(3-二甲氨基丙基)-N'-乙基碳二亚胺盐酸盐（EDC）与 N-羟基琥珀酰亚胺（NHS）催化酶表面氨基和羧基形成酰胺键。
- 识别元件：辣根过氧化物酶（HRP），作为催化识别元件，利用 H2O2 氧化 LEV 并产生可电化学检测产物。
- 反应介质/氧化剂：磷酸盐缓冲液-KCl（PBS-KCl，0.05 M 磷酸盐+0.1 M KCl，pH 7）作为支持电解质，H2O2 作为氧化剂参与 HRP 催化反应。
中文摘要
本文报道了一种基于一次性丝网印刷碳电极（SPCE）的新型酶促电化学生物传感器，用于抗癫痫药物左乙拉西坦（LEV）的测定。辣根过氧化物酶（HRP）通过芳基重氮盐在碳工作电极表面共价固定：先以4-硝基苯重氮四氟硼酸盐电化学生成芳基自由基并接枝到碳表面，再将硝基还原为氨基，随后在N-(3-二甲氨基丙基)-N'-乙基碳二亚胺盐酸盐（EDC）和N-羟基琥珀酰亚胺（NHS）催化下，使酶表面氨基与羧基形成酰胺键，实现定向固定。该修饰策略显著提高了传感器重现性，在0.10–0.83 mM校准范围内，不同传感器校准曲线斜率的相对标准偏差为6.21%。通过实验设计优化了过氧化氢浓度、pH和施加电位等影响计时安培响应的变量，获得平均检出限1.75×10^-5 M（α=β=0.05）。传感器最终应用于药物制剂中LEV的测定，结果良好。
英文摘要
A new enzymatic electrochemical biosensor based on disposable transducers, namely screen-printed carbon electrodes, has been developed for the determination of the antiepileptic drug levetiracetam. Horseradish peroxidase was immobilized onto the carbon working electrode previously modified by an aryl diazonium salt. The formation of amide bonds between the amino and carboxylic groups of the enzyme surface, catalyzed by hydroxysuccinimide and carbodiimide, leads to the electrode functionalization. This orientated enzymatic modification results in high reproducibility, with an associated relative standard deviation of 6.21% for the slopes of several calibration curves in the calibration range from 0.10 to 0.83mM. Experimental variables that can affect levetiracetam chronoamperometric response, such as hydrogen peroxide concentration, pH, and applied potential, were optimized to perform a selective determination. An average limit of detection of 1.75x10(-5)M (alpha=beta=0.05) was obtained. The biosensors were finally applied to the determination of levetiracetam in complex matrices such as pharmaceutical drugs, yielding successful results.