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
甲基多巴（methyldopa, MD）；样品基质：药物制剂片剂溶解液（0.1 M HCl 溶解后以 0.1 M 醋酸缓冲液 pH 5.5 测定）
检测原理
甲基多巴（MD）作为儿茶酚衍生物进入含有固定化漆酶（Lac）的电极界面。Lac 催化 MD 的氧化反应，将其转化为邻醌（o-quinone），同时分子氧被还原为水。CA/BMI·N(Tf)2 基质通过物理包埋固定 Lac，离子液体提高基质柔性、导电性和酶稳定性，促进电子转移。生成的邻醌在电极表面于 +0.07 V vs Ag/AgCl 发生电化学还原，重新生成 MD，并产生可测量的阴极电流。随着 MD 浓度升高，催化氧化生成的邻醌增多，还原阴极电流相应增大，从而实现定量检测。该体系未使用额外标记物或核酸放大，主要依靠酶催化和离子液体增强电子传导。
检测灵敏度
LOD: 5.5 μM；线性范围: 34.8–370.3 μM；灵敏度斜率: 3.486 × 10^4 μA/μM（ΔI = 0.262 − 3.486 × 10^4 [MD]）；R^2 = 0.9998
效应效果
该传感器对药物制剂中常见辅料（柠檬酸、氯化钠、蔗糖、葡萄糖、果糖、乳糖、硬脂酸镁和淀粉）在0.1和1.0比例下均无明显干扰，电流变化低于5%。稳定性方面，室温保存60天内保持约90%初始响应，可完成至少350次测定；重复性RSD为1.5%（n=6），重现性RSD为4.3%（5个传感器）。在两种药物制剂样品中，甲基多巴加标回收率为94.1%–105.9%。与欧洲药典分光光度法比较，相对误差为−1.8%至−0.8%，在95%置信水平下结果一致，表明其可用于药物样品中甲基多巴的准确、快速测定。
传感器的构成
- 基底/换能器电极：碳糊电极（CPE），由石墨粉（graphite powder）与高纯 Nujol 混合，装入 1.0 mm 内径塑料注射器，铜线作外电接触，提供电子传导与电极界面。
- 修饰/固定基质：纤维素醋酸酯（CA）与室温离子液体 1-丁基-3-甲基咪唑双(三氟甲磺酰)亚胺（BMI·N(Tf)2）复合粉末，CA 提供生物相容多孔环境，BMI·N(Tf)2 提高柔性、导电性并稳定漆酶。
- 识别/生物催化元件：漆酶（Lac，EC 1.10.3.1，来自 Aspergillus oryzae），固定于 CA/BMI·N(Tf)2 中，催化甲基多巴氧化为邻醌。
- 信号换能层：无额外标记物；Lac 催化生成的邻醌（o-quinone）在电极表面 +0.07 V vs Ag/AgCl 被还原，产生阴极电流。
- 支持电解质：0.1 M 醋酸缓冲液（acetate buffer, pH 5.5），维持酶活性和离子导电。
- 读出系统：三电极体系（铂丝对电极、Ag/AgCl 参比电极）与 Autolab PGSTAT12 方波伏安（SWV）仪，记录阴极峰电流。
中文摘要
本文开发了一种由纤维素醋酸酯（CA）与室温离子液体1-丁基-3-甲基咪唑双(三氟甲磺酰)亚胺（BMI·N(Tf)2）组成的新型固定化材料，并通过扫描电子显微镜、电子能谱和红外光谱对其形貌、元素组成和相互作用进行了表征。将来自米曲霉的漆酶（Lac）固定于该材料中，构建用于甲基多巴检测的电化学生物传感器，采用方波伏安法进行测定。在优化条件下，该传感器表现出良好的电催化性能，对甲基多巴在34.8–370.3 μM范围内呈线性响应，检出限为5.5 μM。传感器具有约60天的稳定性，可完成至少350次测定，重复性和重现性相对标准偏差分别为1.5%和4.3%。在药物制剂样品中，甲基多巴的加标回收率为94.1%–105.9%。与分光光度法在95%置信水平下比较结果一致，表明该方法可用于药物样品中甲基多巴的快速、准确测定。
英文摘要
A material based on cellulose acetate (CA) and the room temperature ionic liquid 1-butyl-3-methylimidazolium bis(trifluoromethylsulfonyl)imide (BMI·N(Tf)(2)) was developed and characterized by scanning electron microscopy, electron dispersive spectroscopy and infrared analysis. Laccase (Lac) from Aspergillus oryzae was immobilized in this material to investigate the behavior of methyldopa by square-wave voltammetry. Under optimized conditions, the Lac biosensor based on CA/BMI·N(Tf)(2) exhibited an excellent electrocatalytic performance: the analytical curve showed good linear range for methyldopa concentrations from 34.8 to 370.3 μM with a detection limit of 5.5 μM. This sensor demonstrated acceptable stability (ca. 60 days; at least 350 determinations), good repeatability and reproducibility (relative standard deviations of 1.5 and 4.3%, respectively). The recovery study of methyldopa in pharmaceutical formulations ranged from 94.1 to 105.9%. The determination of this substance using the biosensor compared favorably with that using a spectrophotometry procedure at the 95% confidence level, and indicated potential application to methyldopa determination in pharmaceutical samples.