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
过氧化氢（H2O2，hydrogen peroxide），样品基质为0.10 M磷酸缓冲液（PBS，pH 7.0）；另对三氯乙酸（TCA，trichloroacetic acid）显示电催化活性。
检测原理
该传感器以Hb作为生物识别/催化元件，MWCNTs-HA膜作为导电与生物相容界面。MWCNTs提供三维导电网络，HA改善分散并维持Hb天然构象，使Hb血红素中心与GC电极之间发生直接电子转移，无需外源介体。当H2O2加入0.10 M PBS（pH 7.0）并在−0.38 V施加电位时，Hb发挥过氧化物酶样活性，催化H2O2还原，电子经MWCNTs-HA膜传递至GC电极，产生阴极电流。H2O2浓度越低，催化还原电流越小；在0.5–2 μM范围内电流随浓度线性增加，高浓度时趋于饱和。纳米复合膜通过增强电子转移和催化微环境实现信号放大。
检测灵敏度
LOD: 0.09 μM；线性范围: 0.5 μM–2 μM；灵敏度斜率: 3.965 °C/μM（原文如此）；R^2 = 0.999
效应效果
该传感器在0.10 M PBS中于−0.38 V对H2O2呈快速安培响应，线性范围0.5–2 μM，LOD 0.09 μM，Km app为7.339 μM，低于作者前期报道；ks为5.05±0.41 s−1，高于Hb/mesoTiO2、CNT和SnO2体系。电极在4 ℃、0.10 M磷酸缓冲液中保存3周后电流仅下降10%，长期稳定性良好；结论称重现性良好，但未给出RSD、选择性、抗干扰、实际样品加标回收率及与ELISA/HPLC/qPCR等方法的对比。作者认为该体系可用于电化学生物传感器和酶基生物燃料电池。
传感器的构成
- 基底/换能器电极：玻璃碳电极（GC，3 mm直径），经抛光和超声清洗，作为工作电极承载修饰膜并传递电子。
- 纳米材料修饰层：羧基化多壁碳纳米管（MWCNTs-COOH），由MWCNTs经硝酸氧化得到，提供导电骨架和表面反应位点。
- 纳米材料修饰层：羟基磷灰石（HA，Ca10(PO4)6(OH)2），由CaCl2与Na2HPO4在MWCNTs-COOH表面自组装形成，提高生物相容性并防止MWCNTs聚集。
- 复合膜层：MWCNTs-HA纳米复合膜，将2 mg MWCNTs-HA分散液滴涂于GC并干燥，形成三维导电/生物相容微环境。
- 识别/催化元件：牛血红蛋白（Hb，MW 67,000），在0.10 M PBS中浸渍MWCNTs-HA/GC 48 h固定，保留天然构象并催化H2O2还原。
- 支持电解质：0.10 M磷酸缓冲液（PBS，pH 7.0），提供离子导电环境；H2O2为待测底物。
- 检测系统：CHI 650C电化学分析仪，三电极体系，铂丝辅助电极和饱和甘汞电极（SCE）参比电极，用于CV和安培检测。
中文摘要
本文采用自组装技术合成多壁碳纳米管–羟基磷灰石（MWCNTs–HA）纳米复合材料，并通过X射线衍射、扫描电子显微镜和傅里叶变换红外光谱进行表征。将牛血红蛋白（Hb）固定于MWCNTs–HA膜中后，Hb不仅保留了接近天然状态的构象，而且实现了与电极之间的直接电子转移。根据Laviron方程计算，表观异相电子转移速率常数ks为(5.05±0.41) s−1，表面覆盖量Γ*为(9.25±0.69)×10−10 mol cm−2。该Hb/MWCNTs–HA修饰电极对过氧化氢（H2O2）的电化学还原表现出显著的生物电催化活性，生物传感器的安培响应在0.5–2 μM范围内与H2O2浓度呈线性关系，检出限为0.09 μM。此外，固定于MWCNTs–HA膜中的Hb对三氯乙酸（TCA）也表现出良好的电催化反应性。
英文摘要
In this paper, carbon nanotubes-hydroxyapatite (MWCNTs-HA) composite were synthesized by self-assembling technique, and investigated by X-ray diffraction, scanning electron microscopy (SEM) and FT-IR spectroscopy. Hemoglobin (Hb) immobilized in MWCNTs-HA film not only retained its similarly native conformations, but also achieved the direct electron transfer. The apparent heterogeneous electron transfer rate constant (k(s)) was evaluated as (5.05+/-0.41) s(-1) according to Laviron's equation, and the surface coverage (Gamma*) was estimated as (9.25+/-0.69)x10(-10)mol cm(-2). Moreover, the Hb immobilized in MWCNTs-HA film exhibited remarkable bioelectrocatalytic activity for the electrochemical reduction of H(2)O(2). The amperometric response of the biosensor varied linearly with the H(2)O(2) concentration ranging from 0.5microM to 2microM, and the results showed a detection limit of 0.09microM. Furthermore, the Hb-immobilized MWCNTs-HA film exhibited the excellent catalytic reactivity toward trichloroacetic acid (TCA).