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
过氧化氢（H2O2，hydrogen peroxide），样品基质：磷酸盐缓冲液（PBS，pH 7.0）
检测原理
HRP固定于GNSs–TiO2纳米复合膜中，TiO2胶体稳定GNSs并防止聚集，GNSs作为导电通道促进血红素铁与GCE之间的直接电子转移（DET）。在PBS中，HRP的血红素Fe(III)/Fe(II)产生准可逆氧化还原峰。加入H2O2后，HRP催化H2O2还原，消耗氧化态血红素并产生还原电流；H2O2浓度越高，电催化还原电流越大。Nafion膜提供质子传导并保护酶，提高稳定性。无外加电子媒介体，信号放大主要来自纳米复合膜增大酶负载量、改善电子转移和电催化活性。
检测灵敏度
LOD: 5.9 × 10−6 mol L−1 (S/N = 3)；线性范围: 4.1 × 10−5–6.3 × 10−4 mol L−1；R^2 = 0.999；Kapp_M: 0.63 mmol L−1
效应效果
该传感器响应迅速，在-0.3 V下对H2O2的安培响应3 s内达到95%稳态电流。稳定性方面，连续100次循环伏安扫描无明显变化，保存2周后仍保留90.1%初始响应。重现性良好，7次连续测定0.1 mmol L−1 H2O2的RSD为4.0%，3个电极制备重现性RSD为4.2%。与文献中TiO2或金纳米粒子修饰的H2O2传感器相比，其线性范围、响应时间和表观Michaelis–Menten常数（0.63 mmol L−1）处于较优水平；Nafion膜有助于提高稳定性并降低干扰。论文未报告实际样品加标回收率，但作者认为该简便方法可有效防止金纳米粒子聚集，适用于开发酶基生物传感器。
传感器的构成
- 基底/换能器电极：玻碳电极（GCE），作为工作电极和电子传导基底
- 纳米材料修饰层1：TiO2 P25胶体（TiO2，粒径约20–60 nm），提供成膜、生物相容性并稳定GNSs
- 纳米材料修饰层2：金纳米种子（GNSs，2–5 nm），作为导电通道促进HRP直接电子转移
- 识别元件：辣根过氧化物酶（HRP），固定于GNSs–TiO2复合膜中，催化H2O2还原
- 保护层/封闭剂：Nafion（3 μL），覆盖在HRP–GNSs–TiO2膜外，形成质子导电保护膜，提高稳定性并减少干扰
中文摘要
将直径2–5 nm的金纳米种子（GNSs）点状分散于TiO2胶体中，并以简便有效的方法将辣根过氧化物酶（HRP）固定于所得GNSs–TiO2纳米复合材料上。该基质兼具GNSs与TiO2的优点，为HRP固定提供有利微环境。循环伏安结果表明，包埋的HRP在玻碳电极（GCE）上实现直接电子转移，在磷酸盐缓冲液中观察到一对稳定、准可逆氧化还原峰，峰间分离仅43 mV。经TiO2胶体稳定的GNSs作为导电通道有效促进电子转移，TiO2与GNSs协同作用改善了电化学行为。Nafion/HRP–GNSs–TiO2/GCE对H2O2还原表现出优异且快速的电催化响应。所构建生物传感器在4.1×10−5至6.3×10−4 mol L−1范围内呈良好线性响应，检出限为5.9×10−6 mol L−1（S/N=3），表观Michaelis–Menten常数为0.63 mmol L−1。此外，该传感器具有令人满意的稳定性和良好的重现性。
英文摘要
Gold nano-seeds (GNSs) (capital EF, Cyrillic=2-5 nm) were dotted in TiO(2) colloids and the horseradish peroxidase (HRP) was successfully immobilized on the as-made GNSs-TiO(2) nanocomposite by a convenient and effective method. The matrix integrates the merits of both GNSs and TiO(2), which provides a favorable microenvironment for the immobilization of HRP. The cyclic votammetric results demonstrated that the entrapped HRP achieves direct electron transfer at glassy carbon electrode (GCE). A pair of stable and quasi-reversible redox peaks with a small peak-to-peak separation of 43 mV was observed in phosphate buffer solution. The GNSs stabilized by TiO(2) colloids acted sufficiently as the conducting tunnel to promote the electron transfer. As a result, the electrochemical behaviors were improved in virtue of the synergic effect of TiO(2) and GNSs. The Nafion/HRP-GNSs-TiO(2)/GCE displayed an excellent and rapid electrocatalytic response to the reduction of H(2)O(2). The proposed biosensor exhibited a good linear response in the range from 4.1 x 10(-5) to 6.3 x 10(-4) mol L(-1), with a detection limit of 5.9 x 10(-6) mol L(-1) (at the ration of signal to noise, S/N=3). The apparent Michaelis-Menten constant was estimated to be 0.63 mmol L(-1). Furthermore, the biosensor possesses satisfactory stability and good reproducibility.