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
酚（phenol）；样品基质为0.1 M PBS缓冲液及过滤海水
检测原理
酚进入流动池后扩散至电极表面，被固定在Fe3O4@mSiO2介孔微球上的酪氨酸酶（Tyr）识别并催化氧化。该反应以溶解氧为电子受体，生成醌类中间体；醌类物质在磁性玻璃碳电极（MGCE）表面发生还原，产生与酚浓度成正比的阴极电流。介孔SiO2壳可吸附小分子酚并提高酶负载量与活性，Fe3O4核通过磁场将微球直接固定在电极上，避免PVA等粘合剂造成的扩散限制，从而增强电流响应并加快响应。检测在0.1 M PBS（pH 6.0）中于-0.15 V恒电位安培法下读出，电流随酚浓度升高而增大。
检测灵敏度
LOD: 1.0 nM；线性范围: 1.0 × 10−9–1.0 × 10−5 M；灵敏度: 78 μA mM−1 (1.1 A M−1 cm−2)；R = 0.999
效应效果
该传感器响应迅速，酚加入后5 s内达到稳态电流的95%。选择性良好，在10 μM酚存在下，10 μM尿酸及1.0 mM碳酸根、氯离子、硫酸根、溴离子、碘离子均无明显干扰。重现性较好，7次重复进样RSD为1.5%，6个不同电极间RSD为7.1%；4 ℃干燥保存1个月后保留87%初始响应，且可通过增强磁场方便更新电极。过滤海水加标回收率为105%–111%，RSD为2.32%–5.00%。其灵敏度高于多种已报道的酪氨酸酶酚传感器，作者认为该磁负载介孔微球平台可用于更广泛的电化学生物传感。
传感器的构成
- 基底/换能器电极：磁性玻璃碳电极（MGCE），玻璃碳工作电极内嵌磁铁，提供电化学换能与磁场吸附位点。
- 纳米材料修饰层：Fe3O4/介孔二氧化硅核壳微球（Fe3O4@mSiO2），Fe3O4核提供强磁性，介孔SiO2壳提供高比表面和介孔吸附/固定酶。
- 表面功能化层：3-氨基丙基三乙氧基硅烷（APTES）接枝氨基，再经戊二醛（GA）形成醛基，用于共价交联酶。
- 识别元件：酪氨酸酶（Tyr），催化酚氧化生成醌类物质。
- 信号转换层：醌类中间体（quinone species），由Tyr催化酚氧化生成，在电极表面还原产生电流。
- 流动注射介质：0.1 M磷酸盐缓冲液（PBS，pH 6.0），作为载流并维持酶活性。
- 检测读出：CHI 1130电化学分析仪，恒电位安培法（-0.15 V）读取电流响应。
中文摘要
本文提出一种基于酪氨酸酶交联介孔磁性核壳微球的磁负载酚电化学灵敏检测方法。Fe3O4/介孔二氧化硅核壳微球经透射电镜、氮气吸附/脱附等温线和磁化曲线表征，显示其具有较高酶负载能力和强磁性，可在无额外粘合剂情况下稳定吸附于磁性电极表面。所构建生物传感器对酚具有宽线性响应，范围为1.0×10^-9至1.0×10^-5 mol/L，灵敏度为78 μA/mM，检出限为1 nM，响应时间小于5 s。该方法简单、快速、低成本且电极更新方便，可作为生物传感领域具有广泛应用前景的实验平台。
英文摘要
A new protocol is proposed for magnetic loading and sensitive electrochemical detection of phenol via the tyrosinase cross-linked mesoporous magnetic core/shell microspheres. The mesoporous magnetic microspheres, characterized by transmission electron microscopy, N(2) adsorption/desorption isotherms, and magnetic curve displays high capacity for enzyme immobilization and strong magnetism to adhere to the magnetic electrode surface without any additional adhesive reagent. The biosensor exhibits a wide linear response to phenol ranging from 1.0×10(-9) to 1.0×10(-5) M, a high sensitivity of 78 μA mM(-1), a low detection limit of 1 nM, and a fast response rate (less than 5s). The proposed method is simple, rapid, inexpensive and convenient in electrode renewal, which is recommended as a promising experimental platform for wider applications in biosensing.