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：0.05 M PBS（含 0.2 M Na2SO4，pH 6.90）缓冲溶液
检测原理
该传感器以 GCE 为基底，MWCNTs 和 3D-PAMAM-Au NC 构成导电/生物相容界面，HRP 通过静电/疏水作用固定于纳米复合基质中。HRP 血红素 Fe 中心与电极之间发生直接电子转移，无需外加介质。当 H2O2 扩散至电极表面时，HRP 催化其还原，电子经 Fe(III)/Fe(II) 循环传递至电极，在 -0.30 V 产生阴极电流。MWCNTs 与 Au 纳米颗粒提高导电性、传质和酶负载，三维网络保持酶活性。电流响应随 H2O2 浓度增加而增大，实现无介质电化学检测。
检测灵敏度
LOD: 6.72 mM (S/N = 3)；线性范围: 18.00 mM–20.80 mM；灵敏度: 377.78 mA mM−1 cm−2；相关系数: 0.9992（摘要）/0.999（正文）；回归方程: i/mA = 26.8c + 2.3
效应效果
该传感器对 H2O2 表现出高选择性、短响应时间和良好稳定性。在 0.05 M PBS（pH 6.90）中，95% 稳态电流约 3 s 内达到；循环伏安连续扫描 100 圈后电流基本不变；4 ℃ PBS 保存 1 周和 4 周后分别保留初始电流的 96% 和 82%。5 个独立制备电极测定 1 mM H2O2 的相对标准偏差为 3.1%。作者认为其灵敏度高于、响应快于且检测上限高于所比较的文献方法，可作为无介质 H2O2 生物传感器平台，并有望用于生物催化、生物电子和生物燃料电池。
传感器的构成
- 基底/换能器电极：玻璃碳电极（GCE），经 0.2 M HClO4 循环伏安预处理，提供导电基底与电子转移界面
- 导电修饰层：酸处理多壁碳纳米管（MWCNTs，10 mg mL−1 悬浮液滴涂干燥），增大电极表面积并促进电子传递
- 纳米复合固定化基质：三维网络 PAMAM-Au 纳米复合材料（3D-PAMAM-Au NC，由 G1 PAMAM 稳定 HAuCl4 并用 NaBH4 还原形成），提供生物相容微环境并促进 HRP 直接电子转移
- 识别/催化元件：辣根过氧化物酶（HRP，1 mg mL−1，PBS pH 6.90 中与 PAMAM-Au 混合后离心洗涤固定），催化 H2O2 还原并实现血红素 Fe 中心直接电子转移
- 支持电解质/缓冲介质：0.05 M PBS 含 0.2 M Na2SO4（pH 6.90），维持酶活性并提供离子导电环境
- 信号读出电极体系：三电极体系（GCE 工作电极、Pt 箔对电极、饱和甘汞电极 SCE 参比电极），在 -0.30 V 计时电流法读取 H2O2 还原电流
中文摘要
本研究以第一代聚酰胺胺树状大分子（G1 PAMAM）为分散剂，通过化学还原 HAuCl4 制备了三维网络 PAMAM-Au 纳米复合材料（3D-PAMAM-Au NC）。该复合材料被用作固定化基质，在多壁碳纳米管（MWCNTs）修饰的玻璃碳电极（GCE）上构建了无试剂、无介质的辣根过氧化物酶（HRP）过氧化氢（H2O2）生物传感器。三维网络有机-无机杂化材料显著促进 HRP 的直接电子转移，并表现出良好的 H2O2 生物电催化活性。在最佳条件下，酶修饰电极在 -0.30 V 处的电流响应与 H2O2 浓度在 18.00–20.80 mM 范围内呈线性关系，相关系数为 0.9992，灵敏度为 377.78 mA mM−1 cm−2，检出限为 6.72 mM（S/N=3）。该传感器还具有高选择性、短响应时间和长期稳定性，可作为构建无介质生物传感器的有前景平台，并有望应用于生物传感、生物催化、生物电子和生物燃料电池。
英文摘要
A three-dimensional network PAMAM-Au nanocomposite (3D-PAMAM-Au NC) was prepared by using the first generation polyamidoamine dendrimer (G1 PAMAM) as the dispersant agent. The resultant 3D-PAMAM-Au NC was successfully used as an immobilization matrix for the construction of a reagentless mediator-free horseradish peroxidase (HRP)-based H(2)O(2) biosensor on a multi-walled carbon nanotubes (MWCNTs) modified glassy carbon electrode. With the advantages of the three-dimensional network, the organic-inorganic hybrid materials dramatically facilitate the direct electron transfer of HRP, and good bioelectrocatalytic activity towards H(2)O(2) was demonstrated. Under optimum conditions, the current response of the enzyme modified electrode at -0.30 V was detected. The current response is linearly correlated to H(2)O(2) concentration within the range of 18.00 μM to 20.80 mM with a correlation coefficient of 0.9992 and a sensitivity of 377.78 μA mM(-1) cm(-2). The detection limit was down to 6.72 μM (S/N = 3). Furthermore, the biosensor exhibits some other excellent characteristics, such as high selectivity, short response time, and long-term stability. The 3D-PAMAM-Au NC has proved to be a promising biosensing platform for the construction of mediator-free biosensors, and may find wide potential applications in biosensors, biocatalysis, bioelectronics and biofuel cells.