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
尿酸（uric acid/urate）；样品基质：磷酸盐缓冲液/水溶液、人血清（稀释10倍）
检测原理
该传感器以固定化尿酸酶为识别元件，以铂电极和椰果膜为换能/固定化平台。尿酸进入工作电极椰果膜后，被尿酸酶催化氧化，生成 CO2；CO2 溶于水形成 HCO3- 和 H3O+，使工作电极附近离子组成和离子迁移发生变化。由于参比电极椰果膜上未固定尿酸酶，不发生相同催化反应，两电极间离子迁移差异导致溶液电导率改变。电导率仪测量该电导率变化，在 1–6 ppm 范围内与尿酸浓度呈线性关系，灵敏度约 9–10 µS/ppm。该过程主要依赖酶催化产离子，未使用额外信号放大策略。
检测灵敏度
线性范围: 1–6 ppm；灵敏度: 9 to 10 µS/ppm；标准曲线: Y = 10.5X + 57.2
效应效果
该传感器在 1–6 ppm 尿酸范围内线性响应，响应时间约 3 分钟，操作稳定性不低于 3 天，灵敏度约 9–10 µS/ppm。作者报道其具有良好的选择性，但响应受椰果膜厚度和 pH 影响，最优膜厚为 10 µm，最优 pH 为 7.5。人血清样品需稀释 10 倍后测定，15 份血清样品与医学实验室结果比较，尿酸浓度低于 10 ppm 时相对误差小于 10%，高于 10 ppm 时相对误差大于 10%；表中相对误差范围为 4.3%–13.5%。作者认为该电导式传感器设计简单、体积小于电位式传感器，可用于血清尿酸快速检测。
传感器的构成
- 换能器电极：铂丝（Pt wire，5 mm × 5 mm）作为工作电极和参比电极，用于传导和测量电导信号。
- 膜修饰层：椰果膜（nata de coco membrane，细菌纤维素）覆盖 Pt 电极，作为酶固定化基质和选择性屏障。
- 识别元件：尿酸酶（uricase，来自 Candida utilis）固定化于工作电极椰果膜上，催化尿酸氧化。
- 信号介质：磷酸盐缓冲液（phosphate buffer）提供离子环境，尿酸酶反应生成 CO2 后形成 HCO3- 和 H3O+，改变电导率。
- 读出装置：电导率仪（WTW LF91，经放大器改装）测量两电极间电导率变化。
中文摘要
一种用于尿酸检测的电导式酶生物传感器被开发出来。作为生物催化酶的尿酸酶从 Candida utilis 中分离，并被固定化在椰果膜—铂电极上。该生物传感器对尿酸盐在 1–6 ppm 的浓度范围内呈现线性响应，并且具有良好的选择性性质。其响应受到膜厚度以及 pH 在 7.5–9.5 范围内变化的影响。在水溶液以及人血清样品中，响应时间均为三分钟。将该生物传感器应用于人血清中尿酸的测定，所得结果与医学实验室获得的结果相比具有良好一致性。该生物传感器的操作稳定性不低于三天，相对误差小于 10%。
英文摘要
A conductimetric enzyme biosensor for uric acid detection has been developed. The uricase, as enzyme, is isolated from Candida utilis and immobilized on a nata de coco membrane-Pt electrode. The biosensor demonstrates a linear response to urate over the concentration range 1-6 ppm and has good selectivity properties. The response is affected by the membrane thickness and pH change in the range 7.5-9.5. The response time is three minutes in aqueous solutions and in human serum samples. Application of the biosensor to the determination of uric acid in human serum gave results that compared favourably with those obtained by medical laboratory. The operational stability of the biosensor was not less than three days and the relative error is smaller than 10%.