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
儿茶酚（catechol）；样品基质：真实水样（Milli Q 水、饮用水、自来水/废水）
检测原理
该传感器以酪氨酸酶为生物识别/催化元件。儿茶酚进入修饰电极界面后，被酪氨酸酶催化氧化为邻醌并释放水；邻醌在 +0.2 V（vs Ag/AgCl）下于电极表面接受两个电子和两个质子还原为儿茶酚，形成可测还原电流。PAMAM 树状大分子包埋 AuNPs 与 Poly-PATT 导电膜共同构成电子转导网络，使酶与 GCE 之间实现无介质电子传递。随着儿茶酚浓度升高，单位时间内生成的邻醌增多，稳态电流线性增大。低电位检测可抑制其他电活性酚类干扰。
检测灵敏度
LOD: about 0.002 mM（表格另列 2 nM）；线性范围: 0.005 mM–120 mM；R^2 = 0.999 / 0.997
效应效果
在优化条件（pH 7.0 PBS、30 °C、+0.2 V）下，传感器对 20 mM 儿茶酚的响应时间小于 7 s，并在 7 s 内达到 95% 稳态电流。选择性方面，酚、间甲酚、3-氨基酚、4-硝基酚和 2,4-二硝基酚等 100 mM 干扰物对 20 mM 儿茶酚检测无显著影响。稳定性方面，冷藏保存 2 个月后保留超过 95% 初始响应，连续 5 次测量仅损失约 5%。真实水样加标 10、25、50 mM 时回收率为 85%–95%（表中 89.4%–95.0%）。作者认为其线性范围和检出限优于文献中多种酪氨酸酶儿茶酚传感器，适用于真实水样中低浓度儿茶酚检测。
传感器的构成
- 基底/换能器电极：玻璃碳电极（GCE，面积 7 mm²），提供导电基底与电子转导。
- 导电聚合物修饰层：4-吡嗪-2,2',5''-三噻吩（PATT）电聚合形成的 Poly-PATT 膜，含胺/亚胺基团，提供共价连接位点与导电通道。
- 树状大分子包埋金纳米粒子层：第三代 PAMAM 树状大分子（G3-COOH32）经 EDC 活化后共价连接至 Poly-PATT，内部配位 HAuCl4 并用 NaBH4 还原形成包埋 AuNPs，提供纳米导电/催化界面与酶固定位点。
- 识别/生物催化元件：酪氨酸酶（tyrosinase, Tyr），催化儿茶酚氧化为邻醌。
- 交联/稳定剂：5.0% 戊二醛（glutaraldehyde），共价交联酶/界面，提高稳定性但过高会阻碍底物接近。
- 缓冲/电解质：PBS（pH 7.0）或柠檬酸盐缓冲液用于酶固定/检测，维持酶活性与离子环境。
- 信号读出：恒电位/安培检测，在 +0.2 V vs Ag/AgCl 下还原邻醌产生电流。
中文摘要
本文报道了一种基于金纳米粒子包埋树状大分子的儿茶酚电化学生物传感器。将第三代 PAMAM 树状大分子包埋的金纳米粒子共价固定于玻璃碳电极上电聚合的 Poly-PATT 导电聚合物膜，再在其表面共价固定酪氨酸酶，并用 5.0% 戊二醛交联。修饰电极经循环伏安和原子力显微镜表征。检测原理为酪氨酸酶催化儿茶酚氧化生成邻醌，随后在相对于 Ag/AgCl（3 M KCl）+0.2 V 下将邻醌电化学还原，产生与儿茶酚浓度相关的电流。该传感器具有低检出限（约 0.002 mM）、宽线性范围（0.005–120 mM）、7 s 响应时间、可重复使用 5 个循环以及冷藏条件下超过 2 个月的保质期。文中还优化了 pH、温度和施加电位，并在真实水样中验证了应用。
英文摘要
Tyrosinase has been immobilized on a Au nanoparticles encapsulated-dendrimer bonded conducting polymer on a glassy carbon electrode for the estimation of catechol. The modified electrode was characterized by cyclic voltammetry and AFM techniques. The principle of catechol estimation was based on the reduction of biocatalytically liberated quinone species at +0.2 V versus Ag/AgCl (3 M KCl), with good stability, sensitivity, and featuring a low detection limit (about 0.002 μM) and wide linear range (0.005 μM-120 μM). The electrochemical redox peak of catechol on the GCE/PolyPATT/Den(AuNPs)/tyrosinase was also investigated. A response time of 7 s, reusability up to 5 cycles and a shelf life of more than 2 months under refrigerated conditions were reported. Various parameters influencing biosensor performance have been optimized including pH, temperature, and applied potential. The utility and application of this nanobiosensor was tested in a real water samples.