组成图示
点击图片查看大图 · 依据论文自动绘制
传感器类型
电化学生物传感器
检测对象
过氧化氢（H2O2，hydrogen peroxide）；样品基质：PBS缓冲液、商业消毒剂稀释液
检测原理
该传感器基于HRP与玻璃碳电极之间的直接电子转移（DET）。HRP被IP6胶束包埋后，血红素活性中心保持天然构象，电子可经胶束微环境直接传至GCE。在−0.24 V下，H2O2与HRP发生酶促反应：HRP(FeII)+H2O2→HRP(FeIII)+H2O，随后HRP(FeIII)从电极获得电子再生为HRP(FeII)。H2O2浓度升高使催化还原电流增大，从而产生与浓度相关的稳态安培信号。IP6胶束提供高负载和生物相容界面，Nafion防止酶泄漏，无需外加电子介质，属于第三代电化学生物传感器。
检测灵敏度
LOD: 0.1 μmol L−1 (S/N = 3)；线性范围: 0.1–0.5 μmol L−1 (R^2 = 0.998, n = 5) 和 0.6–1.6 μmol L−1 (R^2 = 0.997, n = 11)
效应效果
与Nafion/HRP/GCE和Nafion/HRP/IP6/GCE相比，IP6胶束电极对H2O2响应最大。LOD 0.1 μmol L−1低于Hb/Au/ITO的4.5 μmol L−1和PVB/HRP–SA/Au的1.8 μmol L−1；KappM 0.0016 mmol L−1也低于多个报道。浸泡一周未见HRP泄漏，40次循环伏安扫描无明显变化，20天内对0.1 μmol L−1 H2O2响应保持92%。三个独立电极对0.1 μmol L−1 H2O2的RSD为6.4%。商业消毒剂稀释1000倍后测得H2O2 0.851 mol L−1，高锰酸钾滴定法0.868 mol L−1，两法RSD 1.96%。作者认为可用于消毒剂检测并扩展为其他传感器平台。
传感器的构成
- 基底/换能器电极：玻璃碳电极（GCE），直径3 mm，提供电子转导基底
- 纳米材料修饰层：植物来源肌醇六磷酸（IP6）胶束膜，由十二钠肌醇六磷酸（Na12IP6）90 ℃回流自组装成约35 nm球形胶束，提供生物相容微环境和酶固定化模板
- 识别/催化元件：辣根过氧化物酶（HRP），固定于IP6胶束表面及内部，催化H2O2还原并实现直接电子转移
- 封闭/保护层：Nafion（5%溶液，PBS稀释5倍）涂覆，防止HRP泄漏并增强电极稳定性
中文摘要
本文报道将辣根过氧化物酶（HRP）包埋于植物来源肌醇六磷酸（IP6）胶束中制备酶生物传感器。IP6胶束与酶具有良好亲和力，可为酶固定化提供天然、生物相容的微环境，并促进HRP与电极表面之间的直接电子转移。所得Nafion/HRP/IP6胶束/玻璃碳电极传感器用于过氧化氢（H2O2）检测，具有低检出限0.1 μmol L−1（S/N=3）、快速响应时间3 s和长期稳定性，表观Michaelis–Menten常数约为0.0016 mmol L−1。该结果表明，植物IP6胶束可作为绿色、低毒、生物相容的酶固定化模板，为第三代电化学生物传感器和H2O2快速检测提供新平台。
英文摘要
This paper is concerned about the entrapment of horseradish peroxidase (HRP) within botanical inositol hexakisphosphoric (IP(6)) micelles for the preparation of enzyme biosensor. The good affinity of IP(6) micelles with the enzyme provides naturally biocompatible microenvironment for the enzyme immobilization, achieving the direct electron transfer between HRP and electrode surface. The resulting biosensor to H(2)O(2) detection exhibits a low detection limit of 0.1 μmol L(-1) (S/N = 3), a quick response time (3s), and a long-term stability. The apparent Michaelis-Menten constant is quite tiny about 0.0016 mmol L(-1).