组成图示
点击图片查看大图 · 依据论文自动绘制
传感器类型
电化学生物传感器
检测对象
邻苯二酚（catechol）；样品基质：50 mM磷酸盐缓冲液（pH 7.0，含0.1 M KCl，30 °C）标准溶液，未报道实际样品基质。
检测原理
该传感器以PPO为催化识别元件，以钌介体复合物为电子传递介质。邻苯二酚进入生物活性层后，被PPO催化氧化生成邻苯醌；钌介体复合物在酶促反应界面发生可逆氧化还原，将电子在酶与丝网印刷Pt电极之间传递。在+0.65 V下，记录与酶促反应速率相关的钌介体氧化电流。邻苯二酚浓度越高，PPO催化反应越快，介体循环通量越大，稳态电流越大。DAB电聚合膜将PPO和钌介体包埋固定，既保持酶活性，又降低可氧化干扰物对电极的直接干扰。
检测灵敏度
LOD: 2.385 μM；线性范围: 5.0–100.0 μM
效应效果
在底物特异性实验中，以邻苯二酚响应为100%，酪氨酸、苯酚、葡萄糖和抗坏血酸响应分别为27%、19%、17%和50%，表明传感器对邻苯二酚具有较好选择性，但抗坏血酸存在一定干扰。对50 μM邻苯二酚标准溶液（n=5）的平均响应为48.75 μM，标准偏差±1.56 μM，变异系数3.2%，重现性良好。传感器在4 °C磷酸盐缓冲液中储存21天后仍保留约86%初始活性，响应时间约30 s。与表2所列多种酪氨酸酶/多酚氧化酶传感器相比，本传感器线性范围为5.0–100.0 μM，检出限2.385 μM，制备简单、成本较低，适合邻苯二酚的常规分析。
传感器的构成
- 基底/换能器电极：丝网印刷铂电极（screen-printed Pt electrode，1.0 mm），作为工作电极，配合Ag/AgCl参比电极和Pt辅助电极，用于施加电位并采集电流。
- 电聚合修饰层：1,2-二氨基苯（DAB）在+0.7 V电聚合45 min形成的聚(1,2-二氨基苯)薄膜，用于包埋固定PPO和钌介体，提供生物活性界面并降低干扰。
- 识别/催化元件：部分纯化多酚氧化酶（PPO, polyphenol oxidase/tyrosinase），催化邻苯二酚氧化为邻苯醌。
- 信号标记/电子介体：[(2,2′-联吡啶)(氯)(对异丙甲苯)钌(II)]氯化物（Ru-mediator complex），在酶促反应与电极之间介导电子转移，并在+0.65 V产生可检测电流。
- 工作介质：50 mM磷酸盐缓冲液（pH 7.0，含0.1 M KCl，30 °C），维持酶活性、离子强度和稳定响应。
中文摘要
本研究报道了一种基于部分纯化多酚氧化酶（PPO）的介导型电化学生物传感器。将PPO、[(2,2′-联吡啶)(氯)(对异丙甲苯)钌(II)]氯化物介体复合物和1,2-二氨基苯（DAB）在丝网印刷铂电极上通过电聚合固定化。电聚合在50 mM磷酸盐缓冲液（pH 7.0）中于+0.7 V进行45 min，体系含14.0 U/10 mL PPO、200 mM DAB和2.5 mM钌介体。检测基于+0.65 V下与PPO催化邻苯二酚氧化反应相关的钌介体氧化电流。最优工作条件为含0.1 M KCl的50 mM磷酸盐缓冲液（pH 7.0）和30 °C。在最优条件下，传感器对邻苯二酚在5–100 μM范围内呈线性响应，检出限为2.385 μM。研究还考察了不同钌介体类型、底物特异性、重现性和储存稳定性；50 μM邻苯二酚标准溶液的平均响应为48.75 μM，标准偏差±1.56 μM，变异系数3.2%。
英文摘要
A biosensor based on a partially purified polyphenol oxidase (PPO) enzyme was developed by using electropolymerization of [(2,2'-bipyridine)(chloro)(p-cymene)rutenium(II)]chloride] mediator complex and 1,2-diamino benzene (DAB) on a screen printing Pt electrode (1mm diameter). The electropolymerization was carried out at +0.7V for 45min in phosphate buffer (50mM, pH 7.0) which contained 14.0U/10mL polyphenole oxidase, 200mM DAB and 2.5mM Ru-mediator complex solutions. Measurement is based on the detection of the oxidation current of the Ru-mediator complex that related to the enzymatic reaction catalyzed by PPO at +0.65V. The phosphate buffer (50mM, pH 7.0 containing 0.1M KCl) and 30 degrees C were established as being the optimum working conditions. Under the optimum experimental conditions a linear calibration curve was obtained between 5 and 100microM catechol concentration. The detection limit of the biosensor is 2.385microM. In the characterization studies of the biosensor some parameters such as effect of Ru-mediator types on the biosensor response, substrate specificity, reproducibility and storage stability were studied. From the experiments, the average value (x), standard deviation (SD) and coefficient of variation (CV%) were found to be 48.75microM,+/-1.56microM, and 3.2% respectively for 50microM catechol standard.