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
对氧磷（paraoxon，有机磷农药）；样品基质：去离子水/水溶液（文中为DI water/aqueous solution）
检测原理
AChE固定于ZnO-PEG溶胶-凝胶中，在PBS pH 7.4中催化乙酰硫代胆碱（ATChCl）水解生成硫代胆碱（thiocholine）和乙酸。硫代胆碱在SPE工作电极235 mV发生两电子氧化，产生与酶活性成正比的安培电流。对氧磷等有机磷农药与AChE活性位点发生不可逆磷酸化，使酶活性下降，加入相同ATChCl后氧化电流降低。通过比较抑制前后电流，计算抑制率（I%），抑制率随对氧磷浓度升高而增大；10 min孵育下抑制率与对氧磷浓度对数呈线性，从而定量。ZnO基质通过静电作用稳定固定AChE，并降低硫代胆碱氧化过电位，提高信噪比。
检测灵敏度
LOD: 0.035 ppm；线性范围: 0.035–1.38 ppm（10 min孵育下抑制率与对氧磷浓度对数线性）
效应效果
传感器操作稳定，连续5次测定1 mM ATChCl响应变化小于5%，响应时间约2 min；4°C PBS中保存3个月仍保持几乎全部酶活。重现性方面，6个相同制备电极对0.1 mM ATChCl的平均标准偏差为1.43 μA（±0.16 μA），未报告RSD。酶载量低，约5 mU/电极（结论称5–10 mU/电极），低于许多溶胶-凝胶AChE传感器。无需电化学介质即可在235 mV低电位检测硫代胆碱，有助于减少高电位干扰。对氧磷检测限0.035 ppm（I20），检测上限1.38 ppm，10 min孵育下抑制率与浓度对数线性。作者认为该一次性SPE传感器制备简单、成本低，可用于其他AChE抑制型有机磷农药（如甲基对硫磷）的环境与食品安全检测。
传感器的构成
- 基底/换能器电极：丝网印刷电极（SPE，三电极配置，含Ag/AgCl伪参比电极）；经1.75 V/300 s及循环伏安预处理提高亲水性与溶胶附着，作为电化学换能器。
- 纳米材料修饰层：氧化锌（ZnO）溶胶-凝胶基质，由醋酸锌二水合物（Zn(Ac)2·2H2O）与氢氧化锂一水合物（LiOH·H2O）在乙醇中制备，ZnO:去离子水1:1优化；提供多孔非硅载体与静电结合位点。
- 稳定剂/成膜助剂：聚乙二醇6000（PEG 6000，20% w/v，按1:5加入ZnO溶胶）；改善溶胶稳定性、成膜均匀性与传感器重现性。
- 识别元件：乙酰胆碱酯酶（AChE，5–10 U/mL酶液，每电极约5 mU）；催化水解底物，被有机磷农药抑制，是识别与信号转换核心。
- 底物/信号标记物：乙酰硫代胆碱氯化物（ATChCl，1 mM）；AChE催化生成硫代胆碱（thiocholine），在235 mV氧化产生安培电流。
- 缓冲介质：磷酸盐缓冲生理盐水（PBS，0.01 M，pH 7.4，含0.1 M KCl）；维持酶活性、离子强度与电化学测量环境。
中文摘要
本文报道一种基于氧化锌溶胶-凝胶固定乙酰胆碱酯酶的电化学生物传感器，用于检测有机磷农药对氧磷。作者以醋酸锌二水合物和氢氧化锂一水合物在乙醇中制备氧化锌溶胶，并按比例加入聚乙二醇6000改善成膜与稳定性，将乙酰胆碱酯酶与氧化锌-聚乙二醇溶胶混合后滴涂于经电化学预处理的丝网印刷电极表面，室温干燥后得到一次性氧化锌-乙酰胆碱酯酶电极。在0.01 M磷酸盐缓冲生理盐水（pH 7.4）中，乙酰胆碱酯酶催化乙酰硫代胆碱水解生成硫代胆碱，后者在235 mV发生氧化，安培电流反映酶活性。对氧磷与乙酰胆碱酯酶活性位点发生不可逆磷酸化，使电流下降，通过抑制率定量。优化后电极在4°C磷酸盐缓冲生理盐水中保存3个月仍保持酶活，操作稳定，重复性好，对氧磷检测范围为0.035–1.38 ppm，检出限为0.035 ppm（I20），可用于其他乙酰胆碱酯酶抑制型有机磷农药检测。
英文摘要
Zinc oxide has been used as a matrix for immobilization of acetylcholinesterase (AChE) and detection of the pesticide paraoxon. The immobilized enzyme retained its enzymatic activity up to three months when stored in phosphate buffered saline (pH 7.4) at 4 degrees C. An amperometric biosensor for the detection of paraoxon was designed. The biosensor detected paraoxon in the range 0.035-1.38 ppm and can be used to detect other AChE inhibiting organophosphate pesticides.