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
氯吡磷（chlorpyrifos）；样品基质：水样/超纯水（论文仅在水相体系中校准，未报告实际食品或环境水样）
检测原理
该传感器以AChE为识别元件，氯吡磷通过磷酸化AChE活性位点丝氨酸羟基抑制酶活。未受抑制时，AChE催化ATCh水解生成TCh；TCh在[BMIM][BF4]/MWCNT复合凝胶修饰的碳糊电极上于+50 mV被催化氧化，产生安培电流。氯吡磷浓度越高，AChE被抑制越明显，TCh生成减少，电流降低。以抑制率(i0-iI)/i0×100%定量，随浓度在半对数坐标下线性。溶胶-凝胶保护酶活，离子液体/碳纳米管降低氧化电位并增强电子转移；obidoxime可再生酶。
检测灵敏度
氯吡磷: LOD: 4 nM；线性范围: 10−8–10−6 M。ATCh响应（17 mIU AChE）: 线性范围: 0.05–4 mM；灵敏度: 0.17 μA mM−1；R^2 = 0.9946；LOD: 0.03 mM。
效应效果
论文未报告选择性、抗干扰或实际样品加标回收率。氯吡磷校准RSD≤6%；4 ℃缓冲液保存1周信号保留95%。0.1 mM obidoxime 5 min可完全再生，而0.1 mM PAM仅恢复65%；5 mM PAM需30 min才达同等效果。连续8次抑制-再生循环信号波动≤5%，表明可重复使用。LOD 4 nM（约1 ppb）为商用AChE安培法中较低水平，但Viswanathan等报道10−12 M更低。作者认为该传感器结构简单、成本低、灵敏稳定，适合农药分析。
传感器的构成
- 工作电极基底：迷你碳糊电极（mini carbon paste electrode, CP；66%石墨、34%石蜡），提供导电基底与电化学换能。
- 纳米材料修饰层：1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐([BMIM][BF4])/多壁碳纳米管(MWCNT)复合凝胶，修饰CP电极，促进电子转移并在+50 mV催化TCh氧化。
- 固定/保护基质：溶胶-凝胶硅酸盐网络（TMOS、MTMOS、PEG600、HCl和水形成的sol-gel），包埋AChE，防止酶泄漏并保护酶免受离子液体抑制。
- 识别元件：乙酰胆碱酯酶（AChE，电鳗来源，17 mIU/电极），催化ATCh水解生成TCh，并被氯吡磷抑制。
- 底物/信号前体：硫代乙酰胆碱氯化物（ATCh，5 mM），作为AChE催化底物，水解产生TCh。
- 信号产物：硫胆碱（TCh），在+50 mV发生电化学氧化，产生与酶活性相关的安培电流。
- 再生剂：obidoxime（0.1 mM），用于解除有机磷对AChE的抑制，实现传感器快速再生。
- 缓冲介质：磷酸盐缓冲液（PBS，pH 8），维持酶活性、溶胶-凝胶水合及检测环境。
中文摘要
本文报道一种基于1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐([BMIM][BF4])/多壁碳纳米管(MWCNT)复合凝胶的低电位、高灵敏、可重复使用乙酰胆碱酯酶(AChE)生物传感器，用于检测有机磷农药氯吡磷。该复合凝胶修饰碳糊电极可在+50 mV低电位催化硫胆碱(TCh)氧化，提高电子转移和灵敏度。AChE包埋于溶胶-凝胶基质中，保护酶免受离子液体抑制并防止泄漏。通过优化固定酶量（17 mIU/电极）和与氯吡磷孵育时间（15 min），在5 mM硫代乙酰胆碱(ATCh)、pH 8缓冲液中，以抑制率定量氯吡磷。传感器在10^-8–10^-6 M范围内线性（半对数线性），检出限4 nM（约1 ppb），RSD≤6%。使用0.1 mM obidoxime 5 min即可完全再生酶活，优于PAM，可多次循环使用，信号波动≤5%。传感器稳定性好，4 ℃缓冲液保存1周保留95%信号，适合农药分析。
英文摘要
A novel, low potential and highly sensitive acetylcholinesterase (AChE) biosensor was developed based on 1-butyl-3-methylimidazolium tetrafluoroborate/multiwalled carbon nanotube composite gel thiocholine sensor. Composite gel promoted electron transfer reaction at a lower potential (+50 mV) and catalyzed electrochemical oxidation of thiocholine with high sensitivity. AChE was immobilized in sol-gel matrix that provides a good support for enzyme without any inhibition effect from the ionic liquid. The amount of immobilized enzyme and incubation time with chlorpyrifos were optimized. Chlorpyrifos could be determined in the range of 10(-8)-10(-6)M with a detection limit of 4 nM. Fast and efficient enzyme reactivation was obtained at low obidoxime concentration (0.1mM). Moreover, the biosensor exhibited a good stability and reproducibility and could be use for multiple determinations of pesticide with no loss of the enzyme activity.