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），样品基质为0.1 M PBS（pH 7.0）缓冲液
检测原理
无稳定剂 Au NPs 表面吸附 OH− 而带负电，HRP 在 pH 7.0 下带正电，因此可通过静电作用及 Au 与酶氨基之间的相互作用直接组装在 Au NPs 表面。Au NPs 具有良好的导电性和生物相容性，可缩短 HRP 血红素中心与电极之间的电子转递距离，降低电子转递阻力。当 H2O2 扩散到修饰电极表面时，被 HRP 催化还原，电子经 Au NPs 传递至 GCE，在固定电位 -0.35 V 下产生还原电流。H2O2 浓度越高，单位时间内催化还原产生的电子越多，安培电流越大，从而实现定量检测。该体系未使用 HCR、RCA 等信号放大策略，灵敏度主要来自 Au NPs 介导的直接电子转递。
检测灵敏度
LOD: 0.5 μM（S/N=3）；线性范围: 0.025–1.975 mM
效应效果
HRP-Au/GCE 对 H2O2 表现出良好的电催化响应，在 -0.35 V 下连续注入不同浓度 H2O2 时，稳态电流响应时间小于 2.5 s，说明电子转递效率较高。校准曲线显示 0.025–1.975 mM 范围内呈良好线性，检出限为 0.5 μM（信噪比 3）。稳定性方面，传感器在 4 ℃ 干燥保存并每周测量，28 天后对 0.1 mM H2O2 的电流响应仅下降约 7%，表明无稳定剂 Au NPs 能维持酶活性和界面稳定性。论文未报告选择性、抗干扰、重现性 RSD、实际样品回收率及与 ELISA/HPLC/qPCR 等方法的对比，但作者认为该方法适用于生物传感和催化领域。
传感器的构成
- 基底/换能器电极：玻璃碳电极（GCE），直径3.0 mm，经氧化铝抛光，提供导电基底与电子转递界面。
- 纳米材料修饰层：无稳定剂金纳米颗粒（Au NPs，约20 nm，1 mg/mL悬浊液滴涂5 μL），提供生物相容界面并促进电子转递。
- 识别元件：辣根过氧化物酶（HRP，5 mg/mL PBS，pH 7.0），通过静电作用和Au–氨基相互作用直接组装于Au NPs，催化H2O2还原。
- 被测物/底物：过氧化氢（H2O2），在HRP催化下发生还原反应并产生安培信号。
- 缓冲介质：0.1 M PBS（pH 7.0），维持酶活性与离子强度。
- 检测仪器：电化学工作站（Autolab PGSTAT-30），三电极体系，用于循环伏安和安培检测。
中文摘要
本文报道了一种简便的脉冲声电化学方法，在无稳定剂条件下合成金纳米颗粒（Au NPs）。该方法以钛角声电极同时作为阴极和超声发射器，通过电流脉冲在电极表面沉积金核，随后用超声脉冲将产物剥离；通过调节电流密度、反应时间和前驱液 pH，可控制 Au NPs 的尺寸与形貌。TEM、HRTEM、UV–vis、EDX 和 XRD 表征表明，pH 10 下可获得约 20 nm 的均匀球形 Au NPs，其胶体稳定性主要来源于表面 OH− 的静电排斥。由于制备过程不添加表面活性剂或封端剂，所得 Au NPs 具有良好生物相容性，可直接用于固定辣根过氧化物酶（HRP）构建 H2O2 电化学生物传感器，表现出较高的灵敏度和快速响应。该方法为无稳定剂贵金属纳米材料的合成及其在生物和催化领域的应用提供了新途径。
英文摘要
In this paper, stabilizer-free gold nanoparticles (Au NPs) were synthesized by a facile pulse sonoelectrochemical method in the absence of stabilizer. The size and shape of the Au NPs can be controlled by adjusting current density, reaction time and the pH value of the precursor solution. The morphology and structure of the Au NPs were characterized by transmission electron microscopy (TEM), high resolution transmission electron microscopy (HRTEM), UV-visible spectra (UV-vis), energy-dispersive X-ray (EDX) and X-ray diffraction (XRD). The pH value has a great effect on the size and dispersion of the obtained Au NPs. The Au NPs could further used as substrate for fabrication of HRP biosensor which exhibited excellent biocatalytical activity with high sensitivity and rapid response. This method provides a facile route for the synthesis of stabilizer-free Au NPs. Since the preparation process do not need the addition of any surfactants/capping agent, the resulting Au NPs are suitable for the applications in fields of biology and catalysis.