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
黄嘌呤（xanthine, X）、次黄嘌呤（hypoxanthine, Hx）；样品基质：50.0 mM磷酸盐缓冲液（pH 7.5）及罐装金枪鱼（canned tuna fish）样品前处理液。
检测原理
次黄嘌呤（Hx）和黄嘌呤（X）在黄嘌呤氧化酶（XOD）催化下发生氧化：Hx先被氧化为X并生成过氧化氢（H2O2），X进一步被氧化为尿酸（uric acid）并生成H2O2。在+700 mV工作电位下，H2O2和/或尿酸在玻璃碳糊电极表面发生电化学氧化，产生与底物浓度相关的安培电流。金纳米颗粒（Au-nps）混入玻璃碳微粒/矿物油复合糊中，形成导电通道，降低酶蛋白壳的绝缘效应，促进酶活性中心与电极之间的直接电子转移，并增强H2O2/尿酸的氧化响应。因此，随着X或Hx浓度升高，酶催化生成的H2O2/尿酸增多，电极氧化电流增大，在相应浓度范围内呈线性。
检测灵敏度
X: 线性范围: 5.00 × 10−7–1.00 × 10−5 M；方程: y = 0.24x + 0.712；斜率: 0.24；R^2 = 0.99；Hx: 线性范围: 5.00 × 10−6–1.50 × 10−4 M；方程: y = 0.014x + 0.575；斜率: 0.014；R^2 = 0.99
效应效果
该传感器抗干扰性较好，+700 mV下500 μM抗坏血酸无响应。重现性RSD为5 μM X 6.31%、80 μM Hx 3.57%（n=5）；4 ℃保存1周活性损失18%。与未加Au-np的XOD-GCPE相比，含Au-np体系线性范围更宽、R^2更高（X: 2.0 × 10−6–1.0 × 10−5 M, R^2=0.99；Hx: 20.0 × 10−6–80.0 × 10−6 M, R^2=0.97）。对5 μM Hx，本文电流91 nA，略高于文献GA-BSA交联XOD/电沉积Au胶体CPE的87.4 nA。罐装金枪鱼回收率新鲜样102.5%、腐败样106%，未加标无信号，表明基质影响小，可用于食品新鲜度评价。
传感器的构成
- 基底/换能器电极：玻璃碳微粒（glassy carbon microparticles, GC）与矿物油（mineral oil）混合制成玻璃碳糊电极（GCPE），装入PTFE筛孔并以铜线导电，提供导电基底。
- 纳米材料修饰层：金纳米颗粒（Au-nps，约10 nm金溶胶）混入糊状电极，促进酶与电极间电子转移并催化H2O2/尿酸氧化。
- 识别元件：黄嘌呤氧化酶（xanthine oxidase, XOD/XO）混入复合糊中，催化次黄嘌呤和黄嘌呤氧化。
- 隔膜/封闭层：透析膜（dialysis membrane）覆盖电极表面并用橡胶O形圈固定，防止糊料泄漏并允许小分子透过。
- 工作介质：50.0 mM磷酸盐缓冲液（pH 7.5）作为支持电解质，提供离子导电环境。
- 信号换能产物：过氧化氢（H2O2）和尿酸（uric acid）由XOD催化生成，在+700 mV下被氧化产生安培电流。
- 信号读出：AUTOLAB PGSTAT 12电化学测量系统以计时安培法在+700 mV检测电流。
中文摘要
本研究制备了一种由金纳米颗粒（Au-nps）和黄嘌呤氧化酶（XOD）共同修饰玻璃碳微粒构成的复合电极，用于黄嘌呤（X）和次黄嘌呤（Hx）的电化学检测。在针对黄嘌呤优化体系后，进一步对黄嘌呤和次黄嘌呤进行检测。结果表明，黄嘌呤在5.00 × 10−7至1.00 × 10−5 mol/L范围内呈线性，线性方程为y = 0.24x + 0.712；次黄嘌呤在5.00 × 10−6至1.50 × 10−4 mol/L范围内呈线性，线性方程为y = 0.014x + 0.575。将所得结果与含或不含金纳米颗粒的其他黄嘌呤/次黄嘌呤生物传感器进行了比较。所开发的体系还用于罐装金枪鱼样品中次黄嘌呤的检测，获得了非常有前景的结果。
英文摘要
A composite electrode was prepared by modifying glassy carbon microparticles with gold nanoparticles (Au-nps) and xanthine oxidase enzyme (XOD) for xanthine (X) and hypoxanthine (Hx) detection. After the optimization of the system for X, the biosensor was characterized for X and Hx. A linearity was obtained in the concentration range between 5.00 x 10(-7) and 1.00 x 10(-5) M for X with equation of y=0.24 x + 0.712 and 5.00 x 10(-6) to 1.50 x 10(-4) M for Hx, with equation of y = 0.014 x + 0.575, respectively. Obtained results were compared to X and/or Hx biosensors including/not including Au-np in the structure. The developed system was also applied for detection of Hx in canned tuna fish sample and very promising results were obtained.