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
酚类化合物（phenolic compounds，以愈创木酚 guaiacol 为标准底物）；样品基质：茶叶提取物（tea leaves extract）
检测原理
该传感器以漆酶为识别元件，酚类化合物（如愈创木酚）为底物。漆酶催化愈创木酚发生单电子氧化，生成邻醌；邻醌在Au工作电极表面被电化学还原，重新生成愈创木酚，形成生物电催化放大循环。反应电子经MnO2NPs、cMWCNT/PANI复合层传导至金电极，在0.3 V（vs. Ag/AgCl）下以安培电流读出。MnO2NPs提供电催化活性并降低工作电位，cMWCNT/PANI提供导电通路和生物相容微环境，EDC-NHS共价固定提高酶稳定性。电流随酚浓度增加而增大，实现定量检测。
检测灵敏度
LOD: 0.04 μM；线性范围: 0.1–10 μM (lower concentration range) and 10–500 μM (higher concentration range)；灵敏度斜率: 5.5789（0.1–10 μM）和1.3099（10–500 μM）；相关系数: r = 0.99, R^2 = 0.9994
效应效果
传感器在pH 5.5、35 ℃、0.3 V下响应最佳，响应时间4 s。茶叶提取物中5.0和10.0 μM愈创木酚加标回收率为82.78%和97.00%；批内、批间CV分别<2.23%和<3.54%，三电极CV<5%。葡萄糖、柠檬酸、果糖、半胱氨酸、抗坏血酸干扰分别仅降低8.56%、9.75%、5.68%、9.20%和7.85%。与分光光度法测定10种茶叶总酚相关良好，r=0.99，R^2=0.9994。4 ℃保存5个月、使用150次后活性损失25%。作者认为可用于食品、环境、工业和医药中酚类快速检测。
传感器的构成
- 基底/换能器电极：金电极（Au electrode），抛光后作为工作电极，提供电子传导基底。
- 导电聚合物/纳米材料修饰层：羧基化多壁碳纳米管（cMWCNTs）与聚苯胺（PANI）复合层，经循环伏安电沉积，提供导电通路、增大比表面积并促进电子转移。
- 纳米材料修饰层：二氧化锰纳米颗粒（MnO2NPs），电沉积于cMWCNT/PANI/Au表面，提供电催化活性并促进低电位电子转移。
- 交联/活化层：EDC和NHS，活化电极表面羧基形成活性酯，用于漆酶共价固定。
- 识别元件：漆酶（Laccase, Lac，来自Ganoderma sp. Rckk02），通过EDC-NHS酰胺键共价固定，催化酚类氧化。
- 信号放大元件：愈创木酚（guaiacol）/邻醌（o-quinone）循环，酶催化氧化与电极还原再生形成生物电催化放大。
- 检测读出：三电极体系（工作电极、Pt辅助电极、Ag/AgCl参比电极），在0.3 V vs. Ag/AgCl下读取安培电流。
中文摘要
本文报道了一种用于检测酚类化合物的安培生物传感器。该传感器通过N-乙基-N′-(3-二甲氨基丙基)碳二亚胺（EDC）和N-羟基丁二酰亚胺（NHS）化学，将漆酶（Laccase, Lac）共价固定到二氧化锰纳米颗粒（MnO2NPs）修饰的羧基化多壁碳纳米管（cMWCNTs）/聚苯胺（PANI）复合电沉积金（Au）电极上。修饰电极经扫描电子显微镜（SEM）、循环伏安法（CV）和电化学阻抗谱（EIS）表征。传感器在pH 5.5的0.1 M醋酸钠缓冲液、35 ℃、0.3 V（vs. Ag/AgCl）下响应最佳。其线性范围为0.1–10 μM（低浓度段）和10–500 μM（高浓度段），响应时间4 s，检出限0.04 μM。该传感器用于测定茶叶提取物中的总酚含量，酶电极在5个月内可重复使用150次。
英文摘要
A method is described for construction of an amperometric biosensor for detection of phenolic compounds based on covalent immobilization of laccase (Lac) onto manganese dioxide nanoparticles (MnO(2)NPs) decorated carboxylated multiwalled carbon nanotubes (cMWCNTs)/PANI composite electrodeposited onto a gold (Au) electrode through N-ethyl-N'-(3-dimethylaminopropyl) carbodiimide (EDC) and N-hydroxy succinimide (NHS) chemistry. The modified electrode was characterized by scanning electron microscopy (SEM), cyclic voltammetry (CV) and electrochemical impedance spectroscopy (EIS). The biosensor showed optimum response at pH 5.5 (0.1M sodium acetate buffer) and 35°C, when operated at 0.3 V vs. Ag/AgCl. Linear range, response time, detection limit were 0.1-10 μM (lower concentration range) and 10-500 μM (higher concentration range), 4s and 0.04 μM, respectively. Biosensor measured total phenolic content in tea leaves extract. The enzyme electrode was used 150 times over a period of 5 months.