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
抗坏血酸（L-ascorbic acid, AA/Vit C）；样品基质：血清、果汁、维生素C片
检测原理
该传感器以 AsOx 为识别元件，抗坏血酸（AA）在 AsOx 催化下被氧化为脱氢抗坏血酸（DHA），同时消耗溶解氧并生成水。c-MWCNT 与 PANI 在金电极表面形成导电网络，提高比表面积和电子传递速率，使酶活性中心与电极间电子耦合更直接。在 0.1 M 磷酸/EDTA 缓冲液（pH 5.8）中，工作电极施加 +0.6 V，通过安培法记录电流。AA 浓度升高时，酶催化反应速率加快，界面氧化还原/氧还原相关电流增大，在 2–206 mM 范围内电流与浓度呈线性。戊二醛将 AsOx 共价固定于 c-MWCNT/PANI 层，减少酶泄漏并提高稳定性。该体系未引入额外信号放大，主要依靠酶催化和导电网络增强电子传递。
检测灵敏度
LOD: 0.9 mM（0.158 mg L^-1）；线性范围: 2–206 mM（0.352–36.25 mg L^-1）；相关系数: r = 0.98（与 DCPIP 法，果汁 r = 0.989）
效应效果
该传感器对草酸、葡萄糖、果糖、柠檬酸、乳糖、淀粉、蔗糖、酒石酸和 NaCl（10 mM）无明显干扰，血清中无干扰。血清加标回收率为 91.3% 和 91%（加标 1.0 与 2.0 mg/dL，终浓度 56.8–113.6 mM），批内和批间 CV（RSD）分别为 6.5% 和 11.4%。果汁结果与 DCPIP 法相关系数 r=0.98（正文 r=0.989），维C片测定与 DCPIP 一致。健康成人血清 AA 为男性 71.3–86.8 μmol/L（均值 77.4）、女性 33.8–84.0 μmol/L（均值 65.1）。4 °C 保存 2 个月、使用 200 次后仅损失 15% 活性，响应时间 2 s，作者认为其无酶泄漏、工作范围宽、稳定性高，适用于血清、果汁和维C片检测。
传感器的构成
- 基底/换能器电极：金电极（Au electrode，23K 金，1.5×0.05 cm2），提供电子传导与电极基底
- 导电聚合物修饰层：聚苯胺（PANI），由苯胺在 1 N HCl 中循环伏安电聚合沉积，提供导电通道和 -NH2 固定位点
- 纳米材料修饰层：羧基化多壁碳纳米管（c-MWCNT），浸渍于 PANI/Au 表面，通过 -COOH 与 PANI -NH2 连接，增大比表面积并促进电子传递
- 交联固定层：戊二醛（glutaraldehyde, GA），活化 c-MWCNT/PANI 表面，与 AsOx 氨基形成席夫碱共价偶联，防止酶泄漏
- 识别元件：抗坏血酸氧化酶（AsOx，E.C.1.10.3.3），从葫芦果实纯化，共价固定，催化抗坏血酸氧化
- 检测介质：0.1 M 磷酸/EDTA 缓冲液（pH 5.8）含 KCl，维持酶活性和离子导电
- 三电极检测体系：Ag/AgCl（3 M/饱和 KCl）参比电极、Pt 丝辅助电极和电位计，用于循环伏安与安培测量
中文摘要
本研究从葫芦（Lagenaria siceraria）果实中纯化抗坏血酸氧化酶（AsOx，E.C.1.10.3.3），并将其共价固定于电化学沉积在金电极表面的羧基化多壁碳纳米管/聚苯胺（c-MWCNT/PANI）层上。抗坏血酸扩散系数为 3.05×10^-4 cm^2 s^-1。以 AsOx/c-MWCNT/PANI/Au 为工作电极、Ag/AgCl（3 M/饱和 KCl）为参比电极、Pt 丝为辅助电极，通过电位计构建抗坏血酸生物传感器。其线性范围为 2–206 mM，响应时间 2 s，检出限 0.9 mM；在 +0.6 V、pH 5.8 和 30–45 °C 下响应最佳。该传感器用于血清、果汁和维生素 C 片中抗坏血酸测定，血清加标回收率为 91%，批内和批间变异系数分别为 6.5% 和 11.4%。果汁结果与标准 DCPIP 法相关良好（r=0.98）。酶电极 4 °C 保存两个月内可重复使用 200 次。与早期酶传感器相比，该传感器无酶泄漏、响应更快、工作范围更宽、储存稳定性更高，且不受血清物质干扰。
英文摘要
An ascorbate oxidase (AsOx) (E.C.1.10.3.3) purified from Lagenaria siceraria fruit was immobilized covalently onto a carboxylated multiwalled carbon nanotubes and polyaniline (c-MWCNT/PANI) layer electrochemically deposited on the surface of an Au electrode. The diffusion coefficient of ascorbic acid was determined as 3.05 × 10(-4) cm(2) s(-1). The behavior of different electrolytes on electro-deposition was also studied. An ascorbate biosensor was fabricated using a AsOx/c-MWCNT/PANI/Au electrode as a working electrode, Ag/AgCl (3 M/saturated KCl) as standard and Pt wire as an auxiliary electrode connected through a potentiostat. Linear range, response time and detection limit were 2-206 μM, 2 s and 0.9 μM respectively. The biosensor showed optimum response at pH 5.8 and in a broader temperature range (30-45 °C), when polarized at +0.6 V. The biosensor was employed for determination of ascorbic acid level in sera, fruit juices and vitamin C tablets. The sensor was evaluated with 91% recovery of added ascorbic acid in sera and 6.5% and 11.4% within and between batch coefficients of variation respectively for five serum samples. There was a good correlation (r = 0.98) between fruit juice ascorbic acid values by the standard 2,6-dichlorophenolindophenol (DCPIP) method and the present method. The enzyme electrode was used 200 times over a period of two months, when stored at 4 °C. The biosensor has advantages over earlier enzyme sensors in that it has no leakage of enzyme, due to the covalent coupling of enzyme with the support, lower response time, wider working range, higher storage stability and no interference by serum substances.