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
铅离子（Pb(II), lead(II)）；样品基质：水溶液/环境水样（0.01 M Tris–HCl 缓冲液及模型金属溶液）
检测原理
该传感器以干燥非活化 Rhizopus arrhizus 真菌生物质修饰碳糊电极。真菌细胞壁上的功能基团/金属结合位点通过生物吸附和离子交换作用，在开路预富集阶段将溶液中的 Pb(II) 选择性富集到电极表面。随后将电极转入不含 Pb(II) 的 0.01 M Tris–HCl（pH 7.0）中，用差脉冲溶出伏安法（DPSV）扫描，表面结合的 Pb(II) 在约 -0.6 至 -0.4 V 发生电还原，产生阴极峰。峰电流随电极表面富集的 Pb(II) 量增加而增大，因此与溶液 Pb(II) 浓度呈线性关系。信号放大主要依靠 12 min 开路预富集和真菌生物质的浓缩吸附，无外源标记物。
检测灵敏度
LOD: 0.5 × 10^-8 M；线性范围: 1.0 × 10^-7–1.25 × 10^-5 M (0.02–2.5 mg L^-1)；R^2 = 0.982
效应效果
在 0.01 M Tris–HCl、pH 7.0、12 min 预富集下，Pb(II) 线性范围 1.0×10^-7–1.25×10^-5 M（0.02–2.5 mg/L），R^2=0.982，LOD 0.5×10^-8 M。Cu(II)、Zn(II) 不降低 Pb(II) 峰，高浓度 Cu(II) 在约 -0.2 V 出现第二峰；Co(II)、Ni(II) 有负影响但 Pb(II) 峰可分辨。干扰金属 5.0×10^-6、10×10^-6、20×10^-6 M 时，Pb(II) 峰高先增后降，高浓度因竞争结合降低。EDAX 显示表面 Pb 占 30.564%，氧由 27.397% 降至 12.319%。与香蕉组织 CPE（LOD 0.1 mg/L）和 BSA 压电石英晶体法相比，方法简单、低成本、无需复杂样品处理；未报告 RSD、回收率和长期稳定性。
传感器的构成
- 工作电极基底：碳糊电极（CPE），由石墨粉（graphite powder）与液体石蜡（paraffin liquid）组成，提供导电性和可更新界面。
- 电极支撑与导电：聚四氟乙烯（PTFE）电极体和铜线（copper wire），用于固定碳糊并传导电流。
- 修饰层：干燥非活化 Rhizopus arrhizus 真菌生物质（10 mg），与石墨粉（90 mg）和石蜡混合，形成生物吸附层。
- 识别元件：真菌生物质表面金属结合位点，通过生物吸附/离子交换作用结合 Pb(II)。
- 支持电解质：0.01 M Tris–HCl 缓冲液（pH 7.0），提供适宜离子强度和 pH，降低背景噪声。
- 参比电极：Ag/AgCl（饱和 KCl），提供稳定电位参考。
- 对电极：铂丝（Pt wire），完成三电极电化学回路。
- 信号读出：CH Instruments 660B 电化学分析仪，采用循环伏安（CV）和差脉冲溶出伏安（DPSV）读取电流。
中文摘要
为灵敏测定水溶液中的 Pb(II)，作者开发了一种基于碳糊电极（CPE）修饰干燥非活化 Rhizopus arrhizus 真菌生物质的新型微生物生物传感器。该传感器利用真菌细胞壁功能基团对 Pb(II) 的生物吸附能力，在开路条件下进行预富集，随后采用差脉冲溶出伏安法（DPSV）将表面结合的 Pb(II) 还原，所得电流与溶液中 Pb(II) 浓度相关。最佳条件为 pH 7.0、0.01 M Tris–HCl 缓冲液、预富集时间 12 min。传感器线性范围为 1.0×10^-7–1.25×10^-5 M，检出限为 0.5×10^-8 M。通过逐一加入 Ni(II)、Co(II)、Zn(II) 和 Cu(II) 考察选择性，并用能谱分析证实真菌生物质对 Pb(II) 的富集作用。
英文摘要
For the sensitive determination of Pb(II) from aqueous solutions, a new voltammetric biosensor based on carbon paste electrode modified with Rhizopus arrhizus was developed. The preconcentrated ions at open circuit were reduced by using differential pulse stripping voltammetry technique. The obtained current values were related to the concentration of Pb(II) in the solutions. The best results were achieved at pH 7 with 0.01 M Tris-HCl buffer solution applying a preconcentration time of 12 min. The linear range for the biosensor was found to be within 1.0 x 10(-7)-1.25 x 10(-5) M, with a detection limit of 0.5 x 10(-8) M. The selectivity of the microbial biosensor was explored by adding interfering heavy metals to accumulation medium one by one, and their matrix effects were also investigated in the model metal solutions. Energy dispersive X-ray spectra analysis were applied to show the specific effect of the fungal biomass on the Pb(II) determination.