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（H2O2）；样品基质：0.1 M 磷酸盐缓冲液（PBS，pH 7.0）及商业消毒剂/隐形眼镜清洗液稀释样品
检测原理
该传感器以FAD作为介导型生物识别元件，固定于TiO2纳米粒子修饰的屏印碳电极表面。TiO2纳米粒子提供高比表面积和稳定界面，FAD的磷酸基团与TiO2表面相互作用，使FAD牢固固定并保持可逆电子转移。在施加负电位时，电极将电子传递给FAD，发生FAD + 2H+ + 2e− ↔ FADH2；生成的FADH2与H2O2反应，FADH2 + H2O2 → FAD + 2H2O，使FAD再生并持续催化H2O2还原。H2O2浓度越高，FAD/FADH2循环越快，电极表面催化电流越大。在−0.45 V下进行安培检测，电流响应随H2O2浓度增加而增强，从而实现介导型电化学检测。
检测灵敏度
LOD: 0.1 × 10−6 M；线性范围: 0.15 × 10−6–3.0 × 10−3 M；灵敏度: 1.86 A M−1
效应效果
传感器对1.5 mM H2O2的重复性RSD为2.5%（n=9），连续搅拌30 min后响应无显著变化，表明界面稳定。保存于4°C、0.1 M PBS中，每天检测三次，一个月后催化电流仅下降约3.0%，稳定性良好。实际样品检测中，将标称约3% H2O2的商业消毒剂和软性隐形眼镜清洗液稀释200倍，用标准加入法测定，五次测量RSD小于3.36%，回收率分别为98.33%和98.40%。作者认为该电极制备简单、成本低，适合生理条件下H2O2检测及商业化应用；文中未报告与ELISA、HPLC或qPCR等方法的直接对比，也未系统评价选择性/抗干扰。
传感器的构成
- 基底/换能器电极：屏印碳电极（SPE），碳工作电极，提供导电基底与电化学信号读出
- 纳米材料修饰层：二氧化钛纳米粒子（TiO2 NPs，金红石相，粒径约100±50 nm），涂覆于SPE表面，提供高比表面积和FAD固定平台
- 识别/介导元件：黄素腺嘌呤二核苷酸（FAD），通过循环伏安固定于TiO2表面，作为介导剂催化H2O2还原
- 信号标记物：FAD/FADH2氧化还原对，介导电子转移并产生电催化电流
- 工作介质：0.1 M磷酸盐缓冲液（PBS，pH 7.0），维持中性生理条件
- 电极系统：Ag/AgCl [KCl(sat)]参比电极与Pt对电极，构成三电极电化学测量体系
中文摘要
本文报道了采用恒电位法在氧化铟锡（ITO）玻璃上电化学生成二氧化钛（TiO2）纳米粒子，并通过 X 射线衍射（XRD）、原子力显微镜（AFM）和扫描电子显微镜（SEM）进行表征。结果表明，所得 TiO2 膜主要由金红石相组成，粒径约为 100±50 nm。将 TiO2 纳米粒子修饰到屏印碳电极（SPE）表面，用于固定黄素腺嘌呤二核苷酸（FAD）。FAD 可牢固附着于金属氧化物表面，所得 FAD/TiO2NPs/SPE 修饰电极在生理条件下对过氧化氢（H2O2）还原表现出良好的电催化活性。循环伏安研究显示，固定于 TiO2 纳米结构膜中的 FAD 在 pH 7.0 无氧磷酸盐缓冲液中呈现一对氧化还原峰，形式电位为 −0.42 V（扫描速率 50 mV s−1），并保持生物活性。基于 FAD 介导的 H2O2 电催化还原，构建了 H2O2 介导生物传感器。H2O2 的线性范围为 0.15×10−6 至 3.0×10−3 M，检出限为 0.1×10−6 M（信噪比 3），并讨论了传感器的稳定性和重复性。
英文摘要
Here, we report the electrochemical synthesis of TiO(2) nanoparticles (NPs) using the potentiostat method. Synthesized particles have been characterized by using x-ray diffraction (XRD) studies, atomic force microscopy (AFM) and scanning electron microscopy (SEM). The results revealed that the TiO(2) film produced was mainly composed of rutile and that the particles are of a size in the range of 100 ± 50 nm. TiO(2) NPs were used for the modification of a screen printed carbon electrode (SPE). The resulting TiO(2) film coated SPE was used to immobilize flavin adenine dinucleotide (FAD). The flavin enzyme firmly attached onto the metal oxide surface and this modified electrode showed promising electrocatalytic activities towards the reduction of hydrogen peroxide (H(2)O(2)) in physiological conditions. The electrochemistry of FAD confined in the oxide film was investigated. The immobilized FAD displayed a pair of redox peaks with a formal potential of -0.42 V in pH 7.0 oxygen-free phosphate buffers at a scan rate of 50 mV s(-1). The FAD in the nanostructured TiO(2) film retained its bioactivity and exhibited excellent electrocatalytic response to the reduction of H(2)O(2), based on which a mediated biosensor for H(2)O(2) was achieved. The linear range for the determination of H(2)O(2) was from 0.15 × 10(-6) to 3.0 × 10(-3) M with the detection limit of 0.1 × 10(-6) M at a signal-to-noise ratio of 3. The stability and repeatability of the biosensor is also discussed.