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
多巴胺（dopamine, DA）；样品基质：人血浆、药物注射样品
检测原理
传感器为第三代无介质电化学生物传感器。MPA 在金表面形成致密 SAM，LacAB 经 EDC/NHS 共价固定后，其 T1 铜中心靠近电极。在除氧的 0.1 M PBS（pH 7.0）中，DA 与 LacAB 结合并被酶催化氧化，电子从 DA 直接转移到 LacAB，再经酶内铜中心传递至金电极，无需外加电子介质或氧气参与。DPV 在约 +170 mV 处记录 DA 氧化峰电流，峰电流随 DA 浓度增加而增大；EIS 中电荷转移电阻 Rct 随 DA 存在而降低。超声辅助 MPA 自组装可消除针孔、增加酶负载，从而提高催化电流和选择性。
检测灵敏度
LOD: 29.0 nmol L−1；线性范围: 0.5–13.0 μmol L−1（R = 0.999）、47.0–430.0 μmol L−1（R = 0.989）；灵敏度斜率: 6.12×10−2 μA μM−1（低段）、2.29×10−2 μA μM−1（高段）
效应效果
该传感器对 DA 具有良好选择性：25 倍尿酸（UA）和 14 倍抗坏血酸（AA）在 95% 置信水平下不产生显著干扰，且 AA/UA 单独存在时无明显信号。稳定性方面，电极在 0.1 M PBS（pH 7.0）中保存并每天测试一次，一周内响应无显著变化，RSD 为 2.7%–3.5%；重复性 RSD 为 3.2%，重现性 RSD 为 3.2%。实际样品加标回收率为：药物注射样品 97.9%–101.0%，人血浆 98.9%–104.0%。与基于豆芽过氧化物酶的 DA 传感器相比，本工作 LOD 低约 17 倍，线性范围大一个数量级以上，作者认为可用于药物和生物流体中 DA 的快速定量。
传感器的构成
- 基底/换能器电极：多晶金盘电极（Au, 99.99%），提供导电基底并实现酶与电极间的直接电子转移。
- 自组装单分子层：3-巯基丙酸（MPA）在金表面形成短链 SAM，提供羧基头基，超声辅助形成致密层以提高酶负载。
- 活化层：EDC/NHS 活化 MPA 羧基，形成活性酯以便与酶氨基共价偶联。
- 识别/催化元件：双孢蘑菇漆酶（LacAB），通过酰胺键固定于 MPA 上，催化 DA 氧化并传递电子。
- 电化学测量体系：Ag/AgCl 参比电极与 Pt 对电极，配合 Autolab 30 工作站进行 DPV 和 EIS 读出。
中文摘要
本文报道了一种基于双孢蘑菇漆酶（Agaricus bisporus laccase, LacAB）直接电化学行为的第三代无介质电化学生物传感器，用于多巴胺（DA）定量检测。作者以多晶金盘电极为基底，通过超声辅助自组装 3-巯基丙酸（MPA）形成致密单分子层，并用 EDC/NHS 活化羧基，将 LacAB 共价固定于金表面。循环伏安、差分脉冲伏安和电化学阻抗谱表明，固定 LacAB 在 +180 mV（vs. Ag/AgCl）处呈现准可逆直接电子转移，且峰电流与扫描速率线性相关，证实为表面控制过程。在 0.1 M PBS（pH 7.0）中，该电极对 DA 氧化具有强电催化作用，氧化峰电位负移至约 +170 mV，峰电流提高约 10 倍。传感器在 0.5–13.0 μmol L−1 和 47.0–430.0 μmol L−1 范围内线性良好，检出限为 29.0 nmol L−1，并成功用于人血浆和药物注射样品中 DA 的测定。
英文摘要
Direct electrochemistry of a new laccase enzyme immobilized on gold and its application as a biosensor for dopamine (DA) are investigated by voltammetry and electrochemical impedance spectroscopy. The sensor demonstrated a redox adsorption behavior with E(0') = + 180 mV vs. Ag/AgCl for immobilized Agaricus bisporus laccase (LacAB) enzyme. The MPA platform was assembled on Au with and without utilization of ultrasounds. Excellent results were obtained by using the enzyme electrode fabricated based on MPA assembled with sonication. The LacAB immobilized in this condition showed a large electrocatalytic activity for oxidation of DA. Accordingly, a third-generation (mediator free) biosensor was constructed for DA. The DA concentration could be measured in the linear range of 0.5 to 13.0 and 47.0 to 430.0 μmol L(-1) with correlation coefficients of 0.999 and 0.989, respectively, and a detection limit of 29.0 nmol L(-1). The biosensor was successfully tested for determination of DA in human blood plasma and pharmaceutical samples.