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
D-半乳糖（D-galactose）；样品基质：尿液（urine，正常受试者混合残余尿/临床婴儿尿）
检测原理
尿液中的 D-半乳糖扩散穿过透析膜进入番茄表皮固定层，被壳聚糖固定的半乳糖氧化酶（GOx）识别并催化氧化为半乳糖双醛（galactohexodialdose），同时消耗样品中的溶解氧（O2）。由于 GOx 对半乳糖具有选择性，半乳糖浓度越高，单位时间内 O2 消耗速率越大，导致氧传感器界面附近溶解氧浓度下降。Pasco CI-6542 溶解氧传感器将 O2 浓度变化转换为电化学/电流信号，由数据记录仪以 10/s 采样。信号下降幅度与半乳糖浓度呈线性关系，从而实现定量检测。该体系无需外加电子媒介体或化学发光标记，依靠酶促耗氧与氧传感器直接换能，结构自包含、成本低。
检测灵敏度
LOD: 0.44 mmol/l；线性范围: up to 7.0 mmol/l；灵敏度: 0.325 mg/l change in dissolved O2 per mmol/l galactose
效应效果
2.0 和 4.0 mmol/L 半乳糖下 CV 分别为 9.4% 和 3.2%；LOD 0.44 mmol/L，低于婴儿正常尿半乳糖 cutoff 1.1 mmol/L。1.0–5.0 mmol/L 加标回收率 88%–110%；30 天后浓度保留 >90%。干扰试验中，β-D-果糖 16 mmol/L、β-D-葡萄糖 40 mmol/L、D-乳酸 16 mmol/L、NaCl 3200 mmol/L、D-木糖 16 mmol/L、α-乳糖 20 mmol/L 无显著干扰；仅 2.0 mmol/L L-抗坏血酸正干扰（等效 2.6 mmol/L）。较蛋壳膜传感器灵敏度提高 44%。作者认为其快速、低成本、近患者，适合高流行区 citrin 缺乏症/半乳糖血症筛查。
传感器的构成
- 换能器/基底：Pasco CI-6542 O2 sensor，作为溶解氧换能器并输出信号
- 生物膜基底：Solanum lycopersicum epidermis（番茄表皮，2 cm 圆盘），承载并固定 GOx
- 识别/催化元件：galactose oxidase（GOx，0.50% w/v，specific activity 54 U/mg），催化半乳糖氧化并消耗 O2
- 固定/保护层：medium molecular weight chitosan（0.30% w/v，pH 5.4），固定和保护 GOx/表皮
- 隔离/透析层：dialysis membrane（MW cutoff 13000），覆盖表皮，允许小分子与 O2 扩散
- 密封/定位件：O-ring，将表皮与透析膜稳定固定在 O2 sensor 表面
- 工作介质：phosphate buffer（PB，pH 7.0；优化条件 0.50 mol/L），提供反应环境
中文摘要
半乳糖升高见于半乳糖血症及亚洲婴儿常见的 citrin 缺乏症等。传统临床检测依赖旋光、荧光、分光光度或色谱，昂贵费时。本文报道一种低成本、快速、可靠的半乳糖生物传感器，用于尿液中 D-半乳糖测定，辅助 citrin 缺乏症床旁筛查。传感器以普通番茄表皮为生物膜载体，将半乳糖氧化酶（GOx）固定于表皮内表面，并用中等分子量壳聚糖交联/保护；将修饰后的表皮圆盘置于 Pasco CI-6542 溶解氧传感器表面，上覆透析膜并以 O 形圈固定。检测时 GOx 催化半乳糖氧化为半乳糖双醛并消耗溶解氧，溶解氧下降由氧传感器以电流/信号形式读出。优化后在 0.50 mol/L pH 7.0 磷酸盐缓冲液中，灵敏度为 0.325 mg/L 溶解氧变化对应 1 mmol/L 半乳糖，较蛋壳膜传感器提高 44%；线性范围至 7.0 mmol/L，LOD 0.44 mmol/L，回收率 88%–110%，30 天稳定性良好，仅高浓度抗坏血酸有正干扰。该传感器有望用于高流行区 citrin 缺乏症的低门槛筛查。
英文摘要
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