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
水杨酸盐（salicylate，钠盐 sodium salicylate）；样品基质：人毛细血管血/全血（blood）
检测原理
水杨酸羟化酶（SH）作为识别与催化元件，催化水杨酸盐在NADH存在下转化为邻苯二酚（catechol）。NADH同时作为电子供体/共因子，将反应生成的醌化学还原回邻苯二酚，形成化学放大循环，使单位水杨酸盐产生更多可电化学氧化的邻苯二酚。在+300 mV（vs. Au）下，邻苯二酚在金工作电极表面发生电化学氧化，电子经金电极传递至恒电位仪，产生安培电流。0.1 mol L−1磷酸盐缓冲液（pH 7.6）维持酶活性，NADH/水杨酸盐比例控制在2–4以优化响应。因此，稳态电流随水杨酸盐浓度增加而线性增加。
检测灵敏度
线性范围: 0.125–1.00 mmol L−1；灵敏度: 97.4 nA/mmol L−1；相关系数: 0.997
效应效果
该传感器在复杂血液基质中受基质影响，因此采用标准加入法进行定量。加标血液样品中水杨酸盐回收率为99.4%–119.3%，与临床常用的Trinder分光光度法结果在95%置信水平下经配对t检验无显著差异。单批电极（n=6）重复性RSD为4.4%。干燥并在6±1°C冷藏保存7个月评估中，传感器至少4个月保持>90%的最大响应；超过4个月后需更长再水化时间，快速分析能力下降。作者认为该塑料微细胞成本低、制备简单、可重复性好，适合商业化一次性即时检测，用于水杨酸盐中毒或治疗监测。
传感器的构成
- 基底：100 μm聚酯薄膜（polyester film），柔性塑料基底，承载电极并实现一次性/便携。
- 光刻胶图形层：正性光刻胶S1811（Shipley Co.），旋涂、曝光、显影后用于定义三电极图形，lift-off后去除。
- 金属电极层：约20 nm Ti粘附层与100 nm Au金膜，电子束蒸发并lift-off形成工作、辅助和伪参比金电极，Au作为稳定换能器电极。
- 酶固定层：水杨酸羟化酶（salicylate hydroxylase, SH）与戊二醛（glutaraldehyde）和牛血清白蛋白（BSA）混合固定于金工作电极表面，SH催化水杨酸盐转化。
- 电子供体：NADH（β-烟酰胺腺嘌呤二核苷酸还原型），加入缓冲液，作为共因子/电子供体，将醌还原为邻苯二酚实现化学放大。
- 缓冲介质：0.1 mol L−1磷酸盐缓冲液（phosphate buffer, pH 7.6），提供离子环境和维持酶活性。
中文摘要
本文报道了一种用于血液中水杨酸盐快速测定的一次性安培生物传感器。作者采用光刻法在100 μm聚酯薄膜上制备金电极，形成包含工作电极、辅助电极和伪参比电极的塑料电化学微细胞，并通过循环伏安法表征其电化学性能。生物传感器通过将水杨酸羟化酶（SH）以戊二醛和牛血清白蛋白（BSA）交联固定于金工作电极表面构建。优化条件下，使用0.1 mol L−1磷酸盐缓冲液（pH 7.6）并加入0.5 mmol L−1 NADH，在+300 mV（vs. Au）下进行安培检测。传感器对水杨酸盐表现出较高灵敏度（97.4 nA/mmol L−1）和适宜线性范围（1.2×10−4–1.0×10−3 mol L−1）。通过加标血液样品验证，结果与标准Trinder分光光度法在95%置信水平下统计等价。该工作展示了开发便携、低成本、一次性即时检测设备的潜力。
英文摘要
The use of an amperometric biosensor for rapid salicylate determination in blood is described. Photolitography was used to make gold electrodes on a polyester film. The plastic microcell was characterized using cyclic voltammetry to demonstrate the electrochemical performance of the system. The biosensor was constructed by immobilizing salicylate hydroxylase onto the working electrode of the plastic electrochemical microcell. The optimized working conditions were 0.1 mol L(-1) phosphate buffer at pH 7.6 with 0.5 mmol L(-1) of NADH and 300 mV vs. Au as the applied potential. The resulting biosensor exhibited a high sensitivity (97.4 nA/mmol L(-1) salicylate) and an adequate linear response range (1.2x10(-4) to 1.0x10(-3)mol(-1)). The biosensor performance was verified by determining salicylate in spiked blood samples and the results were statistically equivalent to the values obtained from the standard Trinder spectrophotometric method, with a 95% confidence level. This study shows the potential development of a portable, inexpensive and disposable device for point-of-care monitoring.