组成图示
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传感器类型
其他（热-安培组合生物传感器）
检测对象
乳糖（lactose）；样品基质：牛奶（dairy milk samples，脂肪含量 0.1%、0.5%、1.5%、3% 及“无乳糖”牛奶），经缓冲液稀释后测定。
检测原理
乳糖进入酶反应器后，被固定化 CDH 的 DHCDH 域氧化为乳糖双内酯，反应放热并被酶热敏电阻检测。CDH 催化产生的两个电子经 CYTCDH 域传递给对苯醌（BQ），生成氢醌（H2BQ）。H2BQ 随缓冲液流入安培池，在石墨工作电极上于高于 BQ/H2BQ 形式电位的施加电位下被氧化，重新生成 BQ 并释放电子，形成与乳糖浓度成正比的电流。热信号和电流信号分别由记录仪读出，二者可相互校验。
检测灵敏度
LOD: 0.05 mM；线性范围: 0.05 mM–30 mM；灵敏度斜率: 热响应 136.32 mV/mM、安培响应 151.87 μA/mM；正文相关系数: 热响应 0.9998、安培响应 0.9999；图注方程: 热响应 y = 136.32x − 0.8496 (R2 = 0.9999)，安培响应 y = 151.87x + 2.4933 (R2 = 0.9998)。
效应效果
该传感器对 50 mM 葡萄糖、半乳糖和蔗糖均无响应，选择性良好。批内 RSD 热响应小于 4%、安培响应小于 3%，三天内批间 RSD 小于 10%，500 多个样品 RSD 小于 10%。牛奶样品仅需稀释 150 或 300 倍，无需离心等前处理；测定值与标称 50 g/L 接近，无乳糖牛奶加标 0.5 mM 后检出 0.46–0.53 mM。酶反应器在 30 °C 下每日使用两个月无响应变化，连续 8 h 超过 80 次进样无衰减，作者认为双检测模式可内置质控，适用于牛奶乳糖快速分析。
传感器的构成
- 流动注射系统：缓冲液、蠕动泵、进样阀（30/50 μL样品环）与出口，实现样品注入和连续流动。
- 酶反应器载体：氨基丙基硅烷化控制孔玻璃（CPG）微球，提供固定化 CDH 的高比表面积基底。
- 识别/催化元件：戊二醛交联固定化的纤维素二糖脱氢酶（CDH），特异性氧化乳糖。
- 电子受体/介体：对苯醌（BQ），接受 CDH 传递的电子并生成氢醌（H2BQ）。
- 热换能器：酶热敏电阻（ET）及热交换器、铝块、聚氨酯绝缘，检测酶反应放热。
- 电化学换能器：石墨工作电极、对电极、参比电极与恒电位仪，检测 H2BQ 氧化电流。
- 信号读出：电子接口与记录仪，输出温度（mV）和电流（μA）信号。
中文摘要
本文提出一种用于牛奶中乳糖测定的新型热-安培组合生物传感器。该传感器基于将来自 Phanerochaete chrysosporium 的纤维素二糖脱氢酶（CDH）通过戊二醛交联固定在氨基丙基硅烷化控制孔玻璃（CPG）微球上，构成酶反应器，并以流动注射分析（FIA）模式运行。系统同时监测乳糖被 CDH 氧化时产生的热信号，以及以对苯醌（BQ）为电子受体、氢醌在石墨电极上氧化产生的安培电流。乳糖在 0.05–30 mM 范围内呈高重现线性响应，500 多个样品 RSD 小于 10%，单样分析约 2 min。该方法仅需缓冲液稀释即可测定不同脂肪含量牛奶及“无乳糖”牛奶中的乳糖，无需复杂前处理，并可通过两种检测模式相互校验，提高可靠性，也可用于氧化还原酶机制研究。
英文摘要
A novel method for lactose determination in milk is proposed. It is based on oxidation of lactose by cellobiose dehydrogenase (CDH) from the basidiomycete Phanerochaete chrysosporium, immobilised in an enzyme reactor. The reactor was prepared by cross-linking CDH onto aminopropyl-silanised controlled pore glass (CPG) beads using glutaraldehyde. The combined biosensor worked in flow injection analysis (FIA) mode and was developed for simultaneous monitoring of the thermometric signal associated with the enzymatic oxidation of lactose using p-benzoquinone as electron acceptor and the electrochemically generated current associated with the oxidation of the hydroquinone formed. A highly reproducible linear response for lactose was obtained between 0.05 mM and 30 mM. For a set of more than 500 samples an R.S.D. of less than 10% was achieved. The assay time was ca. 2 min per sample. The sensor was applied for the determination of lactose in dairy milk samples (milk with a fat content of 1.5% or 3% and also "lactose free" milk). No sample preparation except dilution with buffer was needed. The proposed method is rapid, suitable for repeated use and allows the possibility to compare results from two different detection methods, thus providing a built-in quality assurance. Some differences in the response observed between the methods indicate that the dual approach can be useful in mechanistic studies of redox enzymes. In addition, a dual system opens up interesting possibilities for studies of enzyme properties and mechanisms.