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（Hydrogen peroxide, H2O2）；样品基质：0.1 M PBS（pH 6.5）缓冲溶液及医院消毒剂实际样品（稀释于PBS）
检测原理
该传感器以金电极为换能器，nano-TiO2 形成生物相容致密膜，Au NWs 作为导电通道，HRP 通过静电作用固定于 Au NWs 表面。检测时，H2O2 与 HRP 血红素 Fe3+ 反应生成 Compound I（Fe4+=O）和水；Compound I 从电极获得电子和质子生成 Compound II，Compound II 再获得电子和质子再生 HRP Fe3+。Au NWs 缩短电极与酶活性位点距离，加速电子转移，nano-TiO2 保持酶构象与活性。在 -0.30 V、pH 6.5 PBS 中，H2O2 被酶催化还原，产生阴极电流；稳态电流随 H2O2 浓度升高而增大，从而实现定量检测。
检测灵敏度
LOD: 7.0 × 10^-7 M (S/N = 3)；线性范围: 2.3 × 10^-6–2.4 × 10^-3 M；R^2 = 0.997
效应效果
该传感器在4℃、0.1 M PBS（pH 6.5）中保存1个月后保留91%初始活性；0.25 mM H2O2连续5次测定RSD为3.5%；-0.30 V低电位下5种干扰物质无可观察干扰。消毒剂样品测定与KMnO4滴定法基本一致：0.2449±0.0061 mM对0.2563 mM、0.9974±0.0359 mM对1.1835 mM、1.9586±0.0568 mM对2.2157 mM，RSD为2.5%、3.6%、2.9%。与文献HRP/Au/TiO2纳米管/Ti等相比，检出限更低、线性范围更宽；KappM为1.27 mM，低于HRP/TiO2（1.98 mM）和HRP/Au胶体/半胱胺（2.30 mM），酶亲和力较高，5 s内达95%稳态电流。
传感器的构成
- 基底电极：金电极（Au electrode），抛光清洗后作为工作电极与电子换能器
- 纳米修饰层：二氧化钛纳米粒子（nano-TiO2，5%胶体），涂覆于Au表面形成致密生物相容膜
- 导电纳米修饰层：一维金纳米线（Au NWs，平均直径约17 nm），静电连接于nano-TiO2，提供电子转移通道并增加HRP负载
- 识别/催化元件：辣根过氧化物酶（HRP，E.C.1.11.1.7），通过静电作用和特殊吸附固定于Au NWs表面，催化H2O2还原
中文摘要
本研究构建了一种用于测定过氧化氢（H2O2）的电化学生物传感器。该传感器以金电极为基底，利用静电作用将辣根过氧化物酶（HRP）固定在一维金纳米线（Au NWs）和二氧化钛纳米粒子（nano-TiO2）复合修饰层上。nano-TiO2 可提供生物相容的微环境并形成致密膜，Au NWs 可加快电子转移速率并显著增加电极表面固定的 HRP 分子量。采用紫外-可见吸收光谱和透射电子显微镜对 Au NWs 进行表征，利用循环伏安法和电化学阻抗谱研究电极修饰过程，并通过计时电流法考察所得生物传感器的电化学性能。在最佳条件下，H2O2 的线性范围为 2.3×10^-6–2.4×10^-3 mol/L，检出限为 7.0×10^-7 mol/L（S/N=3）。此外，该生物传感器表现出良好的稳定性和高灵敏度。
英文摘要
An electrochemical biosensor for determination of hydrogen peroxide (H(2)O(2)) was fabricated, based on the electrostatic immobilization of horseradish peroxidase (HRP) with one-dimensional gold nanowires (Au NWs) and TiO(2) nanoparticles (nano-TiO(2)) on a gold electrode. The nano-TiO(2) can give a biocompatible microenvironment and compact film, and the Au NWs can provide fast electron transferring rate and greatly add the amount of HRP molecules immobilized on the electrode surface. Au NWs were characterized by ultraviolet-visible spectra and transmission electron microscope. The electrode modification process was probed by cyclic voltammetry and electrochemical impedance spectroscopy. Chronoamperometry was used to study the electrochemical performance of the resulting biosensor. Under optimal conditions, the linear range for the determination of H(2)O(2) was from 2.3 × 10(-6) to 2.4 × 10(-3) M with a detection limit of 7.0 × 10(-7) M (S/N = 3). Moreover, the proposed biosensor showed superior stability and high sensitivity.