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
过氧化氢（H2O2, hydrogen peroxide）；样品基质：PBS 缓冲液、灭菌乳样
检测原理
该传感器以 HRP 为生物识别与催化元件，H2O2 进入 CS-GNP-HRP 杂化膜后被 HRP 催化还原；同时 PtNP 对 H2O2 具有直接电催化还原活性，二者协同增强电子转移并放大电流响应。PANI 纳米纤维膜提供高比表面积和导电网络，GNP 促进电子传递，CS 固定 HRP 并保护 PtNP。在 -0.35 V 安培检测下，H2O2 浓度升高使电极表面阴极还原电流增大，5 s 内达到稳态，信号与浓度在 7.0×10^-6–1.4×10^-2 M 范围内线性相关。低工作电位和 HRP 的高选择性共同降低干扰。
检测灵敏度
LOD: 2.8 × 10^-6 M (S/N = 3)；线性范围: 7.0 × 10^-6–1.4 × 10^-2 M；灵敏度: 558 μA mM^-1 cm^-2；线性回归斜率: 0.1189 μA/μM；截距: -82.78 μA；R^2 = 0.998
效应效果
传感器对 0.5 mM 抗坏血酸、尿酸、乳酸、L-半胱氨酸、柠檬酸和葡萄糖无明显干扰，归因于 HRP 高选择性和 -0.35 V 低电位。7 次连续测定 0.4 mM H2O2 的 RSD 为 2.2%，3 个独立制备电极的 RSD 为 6.8%。在 0.9 mM H2O2 中每两天检测一次，1 个月后灵敏度保持 83.7%。灭菌乳样加标 180、420、625 和 1000 μmol/L 的回收率为 97.2%、98.3%、105% 和 102.7%。与文献 HRP 基 H2O2 传感器相比，其线性范围更宽、灵敏度更高，Kapp_M 较低，作者认为其低成本、快速响应和高灵敏度适合医药、临床及工业检测。
传感器的构成
- 基底/换能器电极：金电极（Au disk, 4 mm），经抛光清洗，作为导电基底和换能器。
- 导电纳米纤维修饰层：聚苯胺纳米纤维膜（PANI nanofibers membrane），脉冲恒电流电聚合于 Au 表面，提高有效面积和电子转移。
- 催化纳米粒子层：铂纳米粒子（PtNP），电化学沉积于 PANI 膜上，提供 H2O2 电催化还原活性。
- 生物功能杂化膜：壳聚糖（CS）、金纳米粒子（GNP，约16 nm）和辣根过氧化物酶（HRP）混合膜，滴涂于 PtNP/PANI 表面，固定 HRP、提供生物相容微环境并保护 PtNP。
- 识别/催化元件：辣根过氧化物酶（HRP），催化 H2O2 还原，与 PtNP 协同放大电流。
- 信号读出：三电极安培法，工作电极施加 -0.35 V，在 0.1 M PBS pH 6.0 中记录还原电流。
中文摘要
本文设计了一种简便有效的安培法过氧化氢（H2O2）生物传感器制备方法。首先，在金电极表面电聚合聚苯胺（PANI）纳米纤维膜，利用其良好导电性和高比表面积增强电子转移；随后，在 PANI 纳米纤维膜上电化学沉积铂纳米粒子（PtNP）；最后，将金纳米粒子（GNP）、壳聚糖（CS）和辣根过氧化物酶（HRP）混合膜滴涂于修饰电极表面，形成稳定的生物功能膜，并作为 PtNP 的保护层。该传感器对 H2O2 响应迅速，线性范围为 7.0×10^-6–1.4×10^-2 M，检出限为 2.8×10^-6 M（S/N=3），灵敏度达 558 μA mM^-1 cm^-2，表观 Michaelis–Menten 常数为 1.90 mM，表明酶与底物亲和力较高。此外，传感器具有良好的重现性和长期稳定性，适用于医药、临床和工业中 H2O2 的检测。
英文摘要
A convenient and effective way for fabricating amperometric hydrogen peroxide (H2O2) biosensor was designed in this paper. First, the polyaniline (PANI) nanofibers membrane with good conductance and high surface area was electropolymerized on a gold electrode surface. Then, Pt nanoparticle (PtNP) was electrochemically deposited on the PANI nanofibers membrane. Finally, the hybrid film of gold nanoparticle, chitosan, and horseradish peroxidase (HRP) was cast onto the modified electrode to form a stable biofunctional film, which was also employed as a protective layer to PtNP. The proposed biosensor exhibited a rapid response to H2O2 with the linear range from 7.0 × 10(-6) to 1.4 × 10(-2) M and a detection limit of 2.8 × 10(-6) M (S/N = 3). The sensitivity of 558 μA mM(-1) cm(-2) was obtained. The Michaelis-Menten constant, K(app)M value was 1.90 mM suggesting a high affinity. Moreover, it displayed a good reproducibility and long-term stability.