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
微小隐孢子虫卵囊（Cryptosporidium parvum oocysts），样品基质为饮用水/环境水样（U-APB 浓缩后）
检测原理
该传感器采用夹心免疫策略：ITO 电极经 APTMS 和 AuNP 修饰后固定抗卵囊单克隆抗体，作为捕获识别元件。当水样中的 C. parvum 卵囊与捕获抗体结合后，再加入同时标记抗卵囊 McAb 和碱性磷酸酶（ALP）的双标记 AuNP 探针，形成“抗体–卵囊–探针”夹心结构。AuNP 作为纳米平台可负载更多 ALP，提高酶催化效率并改善界面电子传递。随后加入底物 p-NPP，ALP 将其水解为电活性产物 p-NP；p-NP 在 ITO 电极表面发生氧化，差分脉冲伏安法（DPV）记录峰电流。目标卵囊浓度越高，结合的双标记探针和 ALP 越多，生成的 p-NP 越多，DPV 峰电流越大，从而实现定量检测。
检测灵敏度
LOD: 3 oocysts/mL；线性范围: 5–100 oocysts/mL
效应效果
该传感器对 C. parvum 具有较高特异性，与志贺菌、大肠杆菌、霍乱弧菌和沙门氏菌（100 cells/mL）共孵育时未出现假阳性或非特异信号，且结果与 PCR 方法一致。重现性方面，100 和 10 oocysts/mL 标准样品的相对标准偏差分别为 4.1% 和 2.7%。实际饮用水样品经 U-APB 浓缩后检测，与荧光显微镜结果吻合，10 个样品 RSD 均小于 6%，其中 100 oocysts/mL 对照样品测得 97 oocysts/mL，荧光显微镜为 98 oocysts/mL，RSD 1.4%。作者认为该方法操作简便、成本低、处理时间短，可用于环境水样中 C. parvum 的早期快速监测，并具备多分析物扩展潜力。
传感器的构成
- 基底/换能器电极：氧化铟锡（ITO）玻璃片，作为导电工作电极
- 自组装单分子层：3-氨基丙基三甲氧基硅烷（APTMS），修饰 ITO 表面并提供氨基锚定位点
- 纳米材料修饰层：柠檬酸还原法制备的金纳米颗粒（AuNP，平均直径约16 nm），形成亚单层导电/锚定平台
- 捕获识别元件：抗卵囊单克隆抗体（anti-oocysts McAb，5 mg/mL），固定于 AuNP-ITO 表面用于捕获 C. parvum
- 封闭剂：3% 牛血清白蛋白（BSA）磷酸盐缓冲液（PBS），封闭非特异性结合位点
- 信号标记/放大元件：双标记金纳米颗粒探针（anti-oocysts McAb–AuNP–ALP），与目标卵囊结合形成夹心结构并携带碱性磷酸酶（ALP）
- 底物/电活性产物前体：对硝基苯磷酸酯（p-NPP，3 mM，0.1 M Tris-HCl，pH 9.0），被 ALP 水解生成电活性对硝基苯酚（p-NP）
- 电化学检测池：三电极体系（铂丝对电极、Ag/AgCl 参比电极）配合差分脉冲伏安法（DPV）读出
中文摘要
微小隐孢子虫（Cryptosporidium parvum）是饮用水中重要的生物性污染物，因其感染剂量极低，对公共卫生构成显著风险，需要高灵敏度的检测方法用于水和食品工业分析。本研究报道了一种简单、灵敏的酶放大夹心式电化学生物传感器，采用双标记金纳米颗粒（碱性磷酸酶和抗卵囊单克隆抗体）修饰氧化铟锡（ITO）电极，用于检测 C. parvum。传感器通过在金纳米颗粒功能化 ITO 电极上固定抗卵囊单克隆抗体，随后捕获目标卵囊，再加入双标记金纳米颗粒探针完成夹心免疫反应。结果表明，金纳米颗粒增强了电化学免疫传感器的灵敏度，检出限为 3 个卵囊/mL，且处理时间较短。与传统方法相比，该新方法具有更高灵敏度，免疫传感器表现出可接受的精密度、重现性和稳定性，并可便捷地用于环境监控中的多分析物检测。
英文摘要
Cryptosporidium parvum is one of the most important biological contaminants in drinking water and generates significant risks to public health. Due to low infectious dose of C. parvum, remarkably sensitive detection methods are required for water and food industry analysis. This present study describes a simple, sensitive, enzyme amplified sandwich form of an electrochemical immunosensor using dual labeled gold nanoparticles (alkaline phosphatase and anti-oocysts monoclonal antibody) in indium tin oxide (ITO) as an electrode to detect C. parvum. The biosensor was fabricated by immobilizing the anti-oocysts McAb on a gold nanoparticle functionalized ITO electrode, followed by the corresponding capture of analytes and dual labeled gold nanoparticle probe to detect the C. parvum target. The outcome shows the sensitivity of electrochemical immune sensor enhanced by gold nanoparticles with a limit of detection of 3 oocysts/mL in a minimal processing period. Our results demonstrated the sensitivity of the new approach compared to the customary method and the immunosensors showed acceptable precision, reproducibility, stability, and could be readily applied to multi analyte determination for environmental monitoring.