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
转酮醇酶活性（transketolase, TK）、N-乙酰-L-酪氨酸乙酯一水合物（N-Ac-Tyr-OEt）；样品基质：MOPS 缓冲液中的酵母 TK 粗提物/纯 TK 酶液
检测原理
TK 在 MOPS 缓冲液中催化 TK 探针 1（N-乙酰-O-(2R,3S,5-三羟基-4-氧戊基)-L-酪氨酸乙酯）发生转酮醇反应，释放中间体 2，随后经 β-消除生成 N-Ac-Tyr-OEt（3）。BSA 或 Mg2Al-Cl LDH 的碱性微环境可促进 β-消除。N-Ac-Tyr-OEt 扩散至 PPO/LDH 修饰玻碳电极表面，被 PPO 氧化为邻醌（4）；邻醌在 −0.2 V 玻碳电极上发生阴极还原为化合物 5，产生安培电流。TK 浓度越高，单位时间释放 N-Ac-Tyr-OEt 越多，稳态电流越大。PPO 催化循环和醌/酚电化学循环提供信号放大，降低表观 KM。
检测灵敏度
N-Ac-Tyr-OEt（0.05 M PBS pH 6.0）：线性范围: 8.0 × 10−8–1.5 × 10−6 M；灵敏度: 969 mA M−1 cm−2；R = 0.998 (13)。TK 检测介质（0.05 M MOPS pH 7.2）：线性范围: 5 × 10−7–3 × 10−5 M；灵敏度: 556 mA M−1 cm−2。电极重现性：S = 1052 ± 86 mA M−1 cm−2，线性范围: 8 × 10−8–2 × 10−5 M。
效应效果
该传感器对 N-Ac-Tyr-OEt 的灵敏度为 969 mA M−1 cm−2，比 L-酪氨酸高约 5 倍；在 TK 检测介质中灵敏度为 556 mA M−1 cm−2，Jmax 为 101 μA cm−2，响应时间 t95=10 s。重复性 RSD 为 2.8%（连续添加）和 4.4%（独立测量）；4 个电极重现性 S=1052±86 mA M−1 cm−2（RSD 8.2%），Jmax=141±10 μA cm−2（RSD 6.7%）。无 TK 滤液和赤藓糖醇对照均无电流，1 U/mL 粗 TK 转化 7% 探针，纯 TK 为 8%，TK 浓度依赖在 1.25 U/mL 饱和。作者认为可用于体外 TK 活性分析、疾病诊断和 TK 抑制剂筛选。
传感器的构成
- 基底/换能器电极：玻碳电极（GCE），提供电子转导与安培检测
- 修饰/固定化基质：Mg2Al-Cl 层状双氢氧化物（LDH），固定 PPO 并提供碱性微环境
- 识别/催化元件：多酚氧化酶/酪氨酸酶（PPO, EC 1.14.18.1），催化 N-Ac-Tyr-OEt 氧化
- 交联/稳定层：戊二醛（glutaraldehyde）蒸气，交联生物膜以提高稳定性
- 水化/清洗层：缓冲液（MOPS/PBS）孵育，水化生物膜并去除残留戊二醛
中文摘要
本文提出一种新的转酮醇酶（TK）活性分析方法。作者将多酚氧化酶/酪氨酸酶（PPO）固定在 Mg2Al-Cl 层状双氢氧化物（LDH）中，构建了用于安培检测 N-乙酰-L-酪氨酸乙酯一水合物（N-Ac-Tyr-OEt）的电化学生物传感器，检测电位为 −0.2 V。N-Ac-Tyr-OEt 由 TK 催化 N-乙酰-O-(2R,3S,5-三羟基-4-氧戊基)-L-酪氨酸乙酯作为供体底物的酶促反应释放。研究优化了 PPO 底物浓度、电解质种类、pH 以及牛血清白蛋白（BSA）的影响，发现 N-Ac-Tyr-OEt 的释放量依赖于电解质中 TK 的浓度（U/mL）。结果表明，该酪氨酸酶生物传感器对体外检测 TK 活性具有良好敏感性和特异性，而 TK 活性与多种疾病相关。
英文摘要
This paper proposes a new concept of transketolase (TK) activity profiling. A tyrosinase (PPO) biosensor, based on the immobilization of this enzyme in a Mg(2)Al-Cl layered double hydroxide, was developed for the amperometric detection of N-acetyl-l-tyrosine ethyl ester monohydrate (N-Ac-Tyr-OEt) at -0.2V. This compound was released during an enzymatic reaction catalyzed by TK with N-acetyl-O-(2R, 3S, 5-trihydroxy-4-oxopentyl)-l-tyrosine ethyl ester used as donor substrate. This tyrosinase biosensor was optimized for the detection of TK activity, including PPO optimum substrate concentration, electrolyte nature, pH, and influence of bovine serum albumin (BSA). It was found that N-Ac-Tyr-OEt release is dependent on TK concentration (U/mL) in the electrolyte medium. These results demonstrate the sensitivity and specificity of the tyrosinase biosensor designed for in vitro detection of TK activity, which is known to be involved in several diseases.