组成图示
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传感器类型
全细胞生物传感器
检测对象
肾上腺素（epinephrine, EP）；样品基质：药物安瓿（pharmaceutical ampules），实验缓冲液为50 mM醋酸缓冲液（pH 4.5）
检测原理
该传感器以白腐真菌细胞中的漆酶为催化元件。在50 mM醋酸缓冲液（pH 4.5，含100 mM K3Fe(CN)6）中，肾上腺素扩散进入明胶包埋层并被漆酶催化氧化为肾上腺素醌，同时漆酶中的Cu2+被还原为Cu+。K3Fe(CN)6作为可溶性电子媒介和辅因子再生剂，将Cu+重新氧化为Cu2+，自身被还原为Fe(II)，从而改变Pt电极上K3Fe(CN)6的还原电流。肾上腺素浓度越高，酶促氧化和媒介再生过程越强，K3Fe(CN)6还原电流降低越多，因此在5–100 μM范围内电流变化与浓度呈线性关系。该体系未采用HCR/RCA等额外放大，主要依靠酶催化与媒介再生。
检测灵敏度
LOD: 1.04 μM（1.04 × 10−6 mol L−1）；线性范围: 5–100 μM（5.0 × 10−6–1.0 × 10−4 mol L−1）
效应效果
传感器对50 μM肾上腺素重现性良好，n=5平均48.45 μM，SD ±1.85，CV 3.83%。选择性实验显示漆酶对儿茶酚、苯酚、L-酪氨酸、L-抗坏血酸、D-葡萄糖响应分别为78.5%、64.0%、50.5%、38.5%、30.0%；与EP共存时响应为124.5%、106.6%、89.4%、75.2%、63.6%，干扰相对有限。药物安瓿稀释至50 μM后测5次，结果50.72±0.15 μM（CV 0.30%）和51.48±0.14 μM（CV 0.20%）。作者称稳定性良好，单次分析约30 s、成本低、固定简单，适合药物中肾上腺素监测。
传感器的构成
- 基底/换能器电极：Pt工作电极（CHI 102），经氧化铝抛光，作为电子转导基底
- 包埋基质：明胶（gelatine，5 mg）溶于50 mM磷酸盐缓冲液（pH 7.5），形成凝胶层并允许底物扩散
- 识别/催化元件：白腐真菌P. chrysosporium ME446冻干菌体（10 mg），含漆酶（laccase），催化氧化肾上腺素
- 交联固定层：2.5%戊二醛（glutaraldehyde），交联明胶并固定菌体于Pt表面
- 电子媒介/辅因子再生剂：K3Fe(CN)6（100 mM），作为可溶性电子媒介，再生漆酶Cu+并传递电子
- 工作缓冲液：50 mM醋酸缓冲液（pH 4.5），维持漆酶最佳活性环境
- 三电极体系：Ag/AgCl参比电极（CHI 111）与Pt丝对电极（CHI 115），完成电化学测量
- 检测读出：Palm Sens电位计，循环伏安/差分脉冲伏安记录电流变化
中文摘要
本研究将白腐真菌（Phanerochaete chrysosporium ME446）冻干菌体与明胶混合，并用戊二醛交联固定在铂（Pt）工作电极表面，构建微生物生物传感器。包埋状态下的真菌细胞仍保留漆酶（laccase）活性，可作为漆酶来源用于开发安培肾上腺素（epinephrine, EP）生物传感器。在传感器中，漆酶催化氧化肾上腺素生成肾上腺素醌，引起电流变化。最佳工作条件为pH 4.5的50 mM醋酸缓冲液（含100 mM K3Fe(CN)6）和20 ℃。传感器对肾上腺素的响应在5–100 μM范围内呈线性，检出限为1.04 μM。研究还优化了真菌量、明胶量和戊二醛浓度，并考察了底物特异性。应用研究中，该传感器被用于药物安瓿中肾上腺素的灵敏测定。
英文摘要
The lyophilized biomass of White rot fungi (Phanerochaete chrysosporium ME446) was immobilized in gelatine using glutaraldehyde crosslinking agent on a Pt working electrode. The fungal cells retained their laccase activity under entrapped state. The immobilized cells were used as a source of laccase to develop amperometric epinephrine biosensor. The catalytic action of the laccase in the biosensor released an epinephrinequinone as a result of redox activity, thereby causing an increase in the current. The optimal working conditions of the biosensor were carried out at pH 4.5 (50 mM acetate buffer containing 100 mM K(3)Fe(CN)(6)), and 20°C. The sensor response was linear over a range of 5-100 μM epinephrine. The detection limit of the biosensor was found to be 1.04 μM. In the optimization and characterization studies of the microbial biosensor some parameters such as effect of fungi and gelatine amount, percentage of glutaraldehyde on the biosensor response and substrate specificity were carried out. In the application studies of the biosensor, sensitive determination of epinephrine in pharmaceutical ampules was investigated.