组成图示
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传感器类型
其他（量热生物传感器）
检测对象
敌敌畏（dichlorvos, DDVP）；样品基质：柠檬酸缓冲液（模拟样品）
检测原理
该量热生物传感器以固定化鸡肝酯酶（CLE）为识别元件，D113离子交换树脂为载体，戊二醛交联或海藻酸钙微胶囊增强稳定性。CLE催化底物水解时释放反应热，量热检测器将热变化转换为温度/热流信号。当样品中的敌敌畏（dichlorvos, DDVP）进入反应柱时，有机磷基团与酯酶活性位点结合，抑制酶催化速率；被测物浓度越高，酶活抑制越强，单位时间反应热越小，热信号变化越大，抑制率可反映农药含量。温度同时影响催化反应、蛋白不可逆变性、树脂微孔传质和树脂结构变形，因此需选择37°C作为检测温度，以兼顾酶活、稳定性和温度波动下的线性校正。未使用HCR、RCA等额外信号放大策略。
检测灵敏度
未报告LOD、线性范围、灵敏度斜率、相关系数。
效应效果
量热法对粗样品中的光学和电化学干扰不敏感。操作稳定性方面，30–60°C下吸附法EARR约69.7%–72.5%，吸附-微胶囊法约95.5%–97.4%，吸附-交联法约96.6%–97.0%，温度间无显著差异，机械冲刷是主要损失原因。储存方面，30°C 24 h后游离酶和吸附酶EARR降至约20%，微胶囊和交联酶约50%；4°C 30 d后固定化酶EARR约30%–50%；-178°C比-18°C高约10%，吸附-交联酶最稳定。作者认为吸附-交联酶操作EARR>96%、储存EARR>90%，并保持对敌敌畏响应，推荐37°C检测。未报告实际样品回收率及与ELISA/HPLC/qPCR对比。
传感器的构成
- 换能器：量热检测器（calorimeter），将酶催化反应热转换为温度/热流信号
- 载体/固定化基底：D113离子交换树脂（D113 resin），提供离子交换吸附位点和微孔传质通道
- 识别元件：鸡肝酯酶（chicken liver esterase, CLE），催化底物产热并被有机磷农药抑制
- 交联固定层：戊二醛（glutaraldehyde, GA），交联CLE提高操作稳定性
- 微胶囊保护层：海藻酸钠（sodium alginate, SA）与氯化钙（CaCl2）形成海藻酸钙凝胶网，保护CLE
- 反应柱/流路：流动注射反应柱（flow injection column），容纳固定化酶并实现样品流动
- 信号标记物：无，量热信号直接来自酶催化反应热变化
中文摘要
本文以量热生物传感器为对象，系统考察温度对游离鸡肝酯酶以及采用吸附、吸附-微胶囊、吸附-交联三种方法固定化的鸡肝酯酶在无抑制、操作和储存条件下的酶活性影响。研究通过相对酶活性、酶活性抑制率和酶活保留率（EARR）评价不同固定化方式的热稳定性。结果表明，温度通过催化反应、不可逆变性、传质和树脂结构变形等途径显著影响酶活性。在三种固定化酯酶中，吸附-交联固定化酯酶综合性能最佳，在保持对敌敌畏响应的前提下，操作过程中EARR高于96%，储存过程中EARR高于90%。
英文摘要
The temperature effects on enzyme activity at the conditions with and without inhibition, operation, and storage were investigated for free esterase and immobilized chicken liver esterase with three methods (adsorption, adsorption-microcapsule, and adsorption-crosslinking) used in a calorimetric biosensor. The results indicated that the temperature had significant effects on the enzyme activity by means of catalytic reaction, irreversible denaturation, mass transfer, and structure deformation of resin. Among all the esterase, the adsorption-crosslinking immobilized esterase had the best performances of enzyme activity retention ratio (EARR), above 96% in operation and 90% in storage on condition of maintaining its response to dichlorvos.