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
甲基对硫磷（methyl parathion, MP）；样品基质：PBS缓冲液、加标大蒜样品（水/乙醇提取物）
检测原理
甲基对硫磷（MP）进入传感膜后，被共价固定的甲基对硫磷水解酶（MPH）特异性催化水解，生成电活性产物4-硝基酚（4-NP）和磷酸二甲酯。4-NP在电极界面发生多步还原，先转化为4-氨基酚（4-AP），随后在方波伏安正扫过程中被氧化为醌亚胺，产生氧化峰。氧化峰电流与MP浓度成正比，从而实现定量检测。SP@AuNPs/MWCNTs纳米复合膜通过提高比表面积、增加酶负载量、降低界面电阻并促进电子转移，增强信号响应。
检测灵敏度
LOD: 0.3 ng mL−1；线性范围: 0.001 μg mL−1–5.0 μg mL−1；灵敏度斜率: 3.167 μA/(μg mL−1)；线性方程: I (μA) = 3.167 C + 0.345；R^2 = 0.9969
效应效果
该传感器对0.1 μg/mL甲基对硫磷的10次重复测定RSD为2.1%。在4℃干燥保存10天内响应无明显下降，30天后仍保持初始电流响应的80%。对乙基对硫磷和对氧磷的相对选择性分别约为9倍和12.6倍；0.5 mg/mL的PO4^3-、SO4^2-、NO3-对1 μg/mL甲基对硫磷检测无显著干扰。加标大蒜样品回收率为95.0%–102.3%，RSD为3.4%–6.9%。与单独使用SP@AuNPs或SP/MWCNTs相比，响应分别提高约1.8倍和3.1倍；检出限低于文献报道的GCE方法，作者认为其可用于真实环境样品中甲基对硫磷的快速、灵敏检测。
传感器的构成
- 基底/工作电极：玻碳电极（GCE），经氧化铝抛光和循环伏安活化，提供导电基底
- 纳米复合修饰层：二氧化硅球（SP）/金纳米颗粒（AuNPs）核壳结构，SP提供高比表面积和酶负载，AuNPs提供导电性并降低过电位
- 纳米复合修饰层：多壁碳纳米管（MWCNTs），硝酸活化引入羧基，与SP@AuNPs混合形成蓬松网络，提高导电性和界面电子转移
- 识别元件：甲基对硫磷水解酶（MPH），通过EDC/NHS共价固定于纳米复合膜，特异性催化甲基对硫磷水解
- 偶联剂：EDC/NHS，活化纳米复合膜表面羧基，实现MPH共价固定
- 信号产物：4-硝基酚（4-NP），酶催化甲基对硫磷水解产生，经还原为4-氨基酚（4-AP）后氧化为醌亚胺产生氧化峰
- 电解质：磷酸盐缓冲液（PBS, pH 7.0）含0.1 M KCl，维持酶活性和离子强度
中文摘要
本文报道了一种用于高灵敏、高选择性检测甲基对硫磷的纳米复合生物传感器。该传感膜通过在金纳米颗粒（AuNPs）负载于二氧化硅球（SP）表面形成核壳结构，再与多壁碳纳米管（MWCNTs）混合，并共价固定甲基对硫磷水解酶（MPH）而制备。通过优化SP粒径、AuNPs含量和MWCNTs用量，传感膜兼具高比表面积与高导电性，纳米组分之间表现出显著协同效应。方波伏安（SWV）响应出现清晰氧化峰，峰电流与甲基对硫磷浓度在0.001–5.0 μg/mL范围内呈线性关系，检出限为0.3 ng/mL。该传感器还用于加标大蒜样品分析，表明其可作为构建酶特异性电活性产物检测生物传感器的简便平台。
英文摘要
This article reports the fabrication of a nanocomposite biosensor for the sensitive and specific detection of methyl parathion. The nanocomposite sensing film was prepared via the formation of gold nanoparticles on silica particles, mixing with multiwall carbon nanotubes and subsequent covalent immobilization of methyl parathion hydrolase. The composite of the individual materials was finely tuned to offer the sensing film with high specific surface area and high conductivity. A significant synergistic effect of nanocomposites on the biosensor performance was observed in biosensing methyl parathion. The square wave voltammetric responses displayed well defined peaks, linearly proportional to the concentrations of methyl parathion in the range from 0.001 μg mL⁻¹ to 5.0 μg mL⁻¹ with a detection limit of 0.3 ng mL⁻¹. The application of this biosensor in the analysis of spiked garlic samples was also evaluated. The proposed protocol can be used as a platform for the simple and fast construction of biosensors with good performance for the determination of enzyme-specific electroactive species.