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），样品基质为 0.02 M PBS + 0.1 M KCl（pH 3）缓冲溶液
检测原理
过氧化氢（H2O2）扩散至 Au–PPy/PB 修饰电极表面后，被普鲁士蓝（PB）在低电位下电催化还原。PB 的 Fe(III)/Fe(II) 混合价态通过电子转移将 H2O2 还原，并在催化循环中再生，使阴极还原电流随 H2O2 浓度升高而增大。金纳米颗粒（AuNPs）与聚吡咯（PPy）形成低阻导电通道，提高 PB 的表观电子转移速率常数（Ks≈2.25 s−1），同时 PPy 包覆可防止 PB 泄漏，AuNPs 增加负载面积，从而增强电流响应。在 pH 3 的 PBS/KCl 支持电解质中，采用差分脉冲伏安（DPV）或安培法读取峰电流，H2O2 浓度越高，单位时间内催化还原产生的电子数越多，电流信号线性增大。该传感器为无酶直接电催化检测，未使用 HCR、RCA 或 CRISPR-Cas 等额外信号放大策略。
检测灵敏度
LOD: 8.3 × 10−10 M；线性范围: 2.5 × 10−9–1.2 × 10−6 M；相关系数: 0.9990
效应效果
传感器在 pH 3 下表现最佳，100 次循环伏安后电流仅下降 2%，pH 6 下降 15%，说明 PPy 包覆和 AuNPs 负载提高了 PB 的电化学稳定性。对 1.0 mM H2O2 的安培响应，5 个不同日期独立制备电极的相对标准偏差（RSD）为 5.2%；4°C 保存并每 3 天测试，30 天后灵敏度保持 95%。作者称其具有非干扰性、快速响应和高灵敏度，适用于 H2O2 检测，并为多组分纳米复合材料在传感和电催化中的应用提供新路径。原文未报告实际样品加标回收率，也未与 ELISA、HPLC 或 qPCR 等方法进行定量对比。
传感器的构成
- 基底电极：玻碳电极（GCE），经 0.3 和 0.05 μm 氧化铝抛光，作为换能器与电子传导基底。
- 纳米复合材料修饰层：Au–PPy/PB 核壳纳米复合材料，以 1.0 mg/mL 水分散液滴涂 5 μL 并干燥，提供催化与导电界面。
- 导电聚合物壳层：聚吡咯（PPy），包覆普鲁士蓝并增强导电性，减少 PB 泄漏。
- 电催化识别层：普鲁士蓝（PB），在低电位催化 H2O2 还原，产生安培信号。
- 纳米催化核：金纳米颗粒（AuNPs），降低欧姆降、提高电子转移速率并催化 PB 原位生成。
- 支持电解质：0.02 M 磷酸盐缓冲液（PBS）+0.1 M KCl（pH 3），提供离子导电环境。
中文摘要
本文报道一种无需还原剂和稳定剂、室温一步法合成多组分核壳纳米复合材料的新策略。将吡咯单体加入含氯金酸（HAuCl4）和铁氰化钾（K3[Fe(CN)6]）的水溶液中，吡咯自聚生成聚吡咯（PPy），同时 AuCl4− 被还原为单质金，并在金催化下原位生成普鲁士蓝（PB），得到 Au–PPy/PB 核壳纳米复合材料。通过透射电子显微镜（TEM）、X 射线衍射（XRD）、傅里叶变换红外光谱（FT-IR）、紫外–可见光谱（UV–vis）和循环伏安（CV）表征其形貌、组成与电化学性质。将该纳米复合材料修饰于玻碳电极（GCE）表面，构建用于过氧化氢（H2O2）还原的安培型生物传感器。传感器表现出高灵敏度、快速响应和良好稳定性；H2O2 峰电流在 2.5×10−9 至 1.2×10−6 mol/L 范围内线性，检出限为 8.3×10−10 mol/L（S/N=3）。该工作为设计制备新型多组分纳米复合材料及其在传感、电催化等领域应用提供了新途径。
英文摘要
We demonstrate that core-shell multi-component nanocomposites can be grown in situ at room temperature by a novel one-step approach without adding any reductant and stabilizer. We have presented a one-step method for the synthesis of multi-component nanocomposites in water solution, the multi-component nanocomposites could be produced directly and quickly in an in situ wet-chemical reaction. Here, Au-polypyrrole (PPy)/Prussian blue (PB) nanocomposites have been synthesized successfully under the same circumstance. With the addition of pyrrole monomers into mixture solutions, the autopolymerization of pyrrole into PPy and AuCl(4)(-) was reduced to elemental Au instantaneously as well as simultaneously. At the same time, PB produced along with elemental Au serving as a catalyst. Furthermore, we investigated the performance of Au-PPy/PB nanocomposites as amperometric sensor toward the reduction of H(2)O(2), which displayed high sensitivity, fast response and good stability. The peak current of H(2)O(2) increased linearly with the concentration of H(2)O(2) in the range from 2.5×10(-9) to 1.2×10(-6)M, and the low detection limit of 8.3×10(-10)M (S/N=3) was obtained. Therefore, this work provides a new pathway to design and fabricate novel multi-component nanocomposites, which have unique characteristics and hold great applications in the fields of sensors, electrocatalysis and others.