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：0.1 M NaOH 碱性溶液及实际 H2O2 样品（质量分数 m/v）
检测原理
该传感器为非酶电化学检测体系。H2O2 到达 MnO2/GO 修饰电极表面后，首先与 MnO2 发生化学还原反应，将 MnO2 转化为 Mn(II)（Mn(OH)2）并释放 O2；随后 Mn(II) 在碱性介质中于电极表面被氧化再生为 MnO2，伴随电子转移。H2O2 浓度越高，MnO2/Mn(II) 催化循环越快，电极界面电子转移速率越大，在 −0.3 V 恒电位下产生更大的安培电流。GO 的高比表面积负载 MnO2 纳米颗粒，增加催化位点并抑制团聚，从而提升灵敏度与稳定性。
检测灵敏度
LOD: 0.8 μM；线性范围: 5–600 μM；灵敏度: 38.2 μA mM−1 cm−2；r = 0.995
效应效果
该传感器对常见阴离子和柠檬酸干扰较小，SO4^2−、Cl−、NO3−、CO3^2− 和柠檬酸的响应变化在 −2.8% 至 9% 之间；葡萄糖、Fe3+ 和 Cu2+ 为主要干扰，响应变化分别为 13.5%、14% 和 11%。对 50 μM H2O2 的重复测量 RSD 不超过 4.5%，10 个电极间 RSD 为 3.8%；室温空气保存 4 周后仍保留 90% 初始信号。实际样品测定结果与高锰酸钾滴定法一致，如 16.4% 对 16.85%、75.31% 对 76.28%（m/v）。作者认为其性能优于文献中部分酶传感器和 MnO2 纳米棒非酶传感器。
传感器的构成
- 基底/换能器：玻璃碳电极（GC），导电基底与电化学换能器
- 修饰层：氧化石墨烯（GO）片层，高比表面积支撑 MnO2 并促进电子传递
- 催化/识别层：二氧化锰纳米颗粒（MnO2 NPs），负载于 GO 表面，催化 H2O2 电化学反应
- 参比电极：饱和甘汞电极（SCE），提供稳定电位参考
- 对电极：铂丝（Pt），构成三电极测量回路
- 信号读出：CHI 660B 电化学工作站，进行 CV 与安培检测并输出电流
中文摘要
本文报道了一种基于二氧化锰/氧化石墨烯（MnO2/GO）杂化纳米结构的新型非酶过氧化氢（H2O2）电催化剂。作者成功合成 MnO2/GO 纳米复合结构，并通过扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）对其形貌进行表征。MnO2/GO 修饰电极在碱性介质中对 H2O2 表现出高电化学活性，所构建的非酶传感器具有低工作电位、高灵敏度、低检出限和良好长期稳定性。作者认为，GO 的高比表面积为 MnO2 纳米颗粒沉积提供了大量位点，从而增强电催化性能。结果表明，该高比表面积和高电催化活性纳米复合材料为开发新型纳米结构电极、非酶生物传感器及能量转换应用提供了重要基础。
英文摘要
A new electrocatalyst, MnO(2)/graphene oxide hybrid nanostructure was successfully synthesized for the nonenzymatic detection of H(2)O(2). The morphological characterization was examined by scanning electron microscopy and transmission electron microscopy. The MnO(2)/graphene oxide based electrodes showed high electrochemical activity for the detection of H(2)O(2) in alkaline medium. The nonenzymatic biosensors displayed good performance along with low working potential, high sensitivity, low detection limit, and long-term stability, which could be attributed to the high surface area of graphene oxide providing for the deposition of MnO(2) nanoparticles. These results demonstrate that this new nanocomposite with the high surface area and electrocatalytic activity offers great promise for new class of nanostructured electrode for nonenzymatic biosensor and energy conversion applications.