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
赭曲霉毒素A（Ochratoxin A, OTA），样品基质：加标啤酒、烘焙咖啡提取物（氯仿/水提取液）、缓冲液标准溶液
检测原理
该传感器基于HRP介导的酶促氧化与电化学氧化耦合。HRP被H2O2氧化为中间态，OTA作为底物供体被氧化并再生HRP；酶促反应生成的OTA氧化产物在丝网印刷碳工作电极上发生电化学氧化。在优化条件（pH 5、施加电位-0.3 V、H2O2 1.4 mM）下，采用计时安培法记录阳极电流。OTA浓度越高，单位时间内生成的可电化学氧化产物越多，稳态或瞬时电流越大，因此电流响应与OTA浓度呈正相关。方法未使用外源信号放大，选择性主要来自HRP对OTA的酶促氧化及产物在电极上的电化学行为。
检测灵敏度
LOD: 0.1 ng mL−1 (α = 0.05 and β < 0.05)；线性范围: 0.24–2.06 nM；斜率: 54.66、54.59、52.35（原文未注明单位）；R^2 = 0.998、0.998、0.999
效应效果
该传感器表现出良好的重现性和重复性，校准曲线斜率的相对标准偏差分别为1.9%（n=5）和7.1%（n=4）。在无HRP或无H2O2时未观察到OTA响应，表明信号依赖酶促机制，具有一定选择性。实际样品中，加标啤酒无需前处理直接测定，平均回收率为103%，RSD小于5%；烘焙咖啡经氯仿/水提取后测定，OTA浓度为[5.09±0.16]×10^-7 M，RSD为1.28%；加标咖啡平均回收率为99%，RSD为2.08%。相比液相色谱-免疫亲和柱或固相萃取等昂贵耗时方法，该SPCE生物传感器成本低、操作简便，适合现场或分散式快速检测。
传感器的构成
- 基底/换能器：丝网印刷碳工作电极（SPCE，碳墨）及聚酯薄膜，提供导电与安培信号换能；另含Ag/AgCl参比电极和碳辅助电极
- 修饰层：电聚合聚吡咯（PPy）预层，由0.05 M吡咯（Py）/0.1 M LiClO4电聚合形成，作为酶固定基质
- 识别/催化元件：辣根过氧化物酶（HRP，0.02% w/v）与Py共电聚合固定于PPy膜，催化OTA氧化
- 反应底物/电子供体：赭曲霉毒素A（OTA）作为HRP底物供体，参与酶促氧化并生成可电化学氧化产物
- 共底物/氧化剂：过氧化氢（H2O2，优化浓度1.4 mM）氧化HRP形成中间态，驱动OTA氧化
- 读出介质：磷酸盐缓冲液（pH 5）/KCl支持电解质，维持酶活性与离子导电
中文摘要
本研究将辣根过氧化物酶（HRP）固定在电聚合聚吡咯（PPy）基质中，修饰一次性丝网印刷碳电极（SPCE），用于赭曲霉毒素A（OTA）的选择性检测。采用计时安培法测定该霉菌毒素，并通过实验设计方法同时优化缓冲液pH、施加电位和过氧化氢（H2O2）浓度。在最优条件下，利用不同传感器校准曲线斜率评估重现性和重复性，相对标准偏差分别为1.9%（n=5，α=0.05）和7.1%（n=4，α=0.05）。该方法的检测能力为0.1 ng/mL（α=0.05，β<0.05）。在加标啤酒和烘焙咖啡样品中验证了该生物传感器的可行性，平均回收率分别为103%和99%，两种情况下相对标准偏差均小于5%（n=3，α=0.05）。
英文摘要
Horseradish peroxidase has been successfully immobilized in a polypyrrole matrix onto disposable screen-printed carbon electrodes for the selective detection of Ochratoxin A. The chronoamperometric determination of this mycotoxin has been optimized by experimental design methodology, which implied the join evaluation of pH of the buffer solution, applied potential and concentration of H(2)O(2). The slopes of the calibration curves built under the optimum conditions of the experimental variables have been used to estimate the reproducibility and the repeatability of the developed biosensor for Ochratoxin A. Relative standard deviation values of 1.9% (n=5 and alpha=0.05) and 7.1% (n=4 and alpha=0.05) were obtained for reproducibility and repeatability, respectively. The capability of detection for this method was 0.1 ng mL(-1) (alpha=0.05 and beta<0.05). The viability of the developed biosensor in the determination of Ochratoxin A in spiked beer and in roasted coffee has been shown, yielding average recoveries of 103% and 99%, in that order, with relative standard deviation values less than 5% (n=3 and alpha=0.05) in both cases.