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
碱性磷酸酶（Alkaline Phosphatase, ALP）；样品基质：牛血清（bovine serum）、磷酸盐缓冲液（PBS）
检测原理
该传感器采用酶促产物电化学检测原理。样品中的碱性磷酸酶（ALP）在 pH 10 磷酸盐缓冲液和 Mg2+ 存在下，催化苯基磷酸盐（phenyl phosphate）去磷酸化生成酚（phenol）。酚扩散至铱纳米颗粒修饰碳工作电极表面，在 +0.45 V vs Ag/AgCl 恒电位下发生氧化反应，产生与酚浓度成正比的安培电流。由于酚的生成量或生成速率取决于 ALP 的酶活性，600 s 时的电流可反映原始样品中 ALP 浓度。Ir 纳米颗粒作为电催化层，降低酚氧化过电位，提高响应并减少高电位下其他可氧化物的干扰。该过程无需固定抗体或第二酶，也无需改变 pH，属于单步酶促产物安培检测。
检测灵敏度
线性范围: 0–300 IU/L（ALP）；0–1,000 µM（phenol）
效应效果
该传感器在牛血清中对 0–300 IU/L ALP 呈良好线性，600 s 安培电流与 ALP 浓度线性相关，并与 Dimension® RxL Max™ 分光光度法结果高度一致。抗干扰方面，葡萄糖≤10 mM/L、抗坏血酸≤5 mg/L、尿素≤400 mg/L 时不产生显著干扰；超过上述浓度则出现干扰。温度研究显示 25、32、37 °C 下电流随温度升高而增大，但可在 25 °C 室温运行，简化仪器。论文未报告 RSD、回收率或长期稳定性。作者认为该一次性、可丢弃、厚膜丝网印刷传感器成本低、操作简便，适合 ALP 快速定量和潜在临床/现场检测。
传感器的构成
- 基底：聚酯（polyester）基底，承载丝网印刷三电极。
- 工作电极：铱纳米颗粒修饰碳（Ir/C）厚膜电极，含 5% Ir 纳米颗粒/碳，催化酚氧化。
- 对照电极：铱纳米颗粒修饰碳（Ir/C）厚膜电极，完成电化学回路。
- 参比电极：Ag/AgCl 电极，提供稳定电位参考。
- 墨水粘结层：聚乙烯亚胺（PEI）与 2-羟基纤维素（2-hydroxy-cellulose），形成可丝网印刷成膜墨水。
- 识别/反应层：无固定识别元件；样品中 ALP 与苯基磷酸盐（phenyl phosphate）在 Mg2+（MgCl2）存在下反应。
- 信号产物：酚（phenol），ALP 催化产物，在 +0.45 V vs Ag/AgCl 被氧化产生电流。
中文摘要
本文报道一种一步法、一次性、可丢弃的碱性磷酸酶（ALP）电化学生物传感器。该传感器基于检测 ALP 催化苯基磷酸盐生成酚的反应，在 25 °C、pH 10 介质中工作，可测量 0–300 IU/L 的 ALP。葡萄糖、抗坏血酸和尿素在不产生干扰的允许浓度分别为 10 mM/L、5 mg/L 和 400 mg/L。实验结果与牛血清中分光光度法测量结果进行比较，传感器输出与 ALP 浓度之间具有良好线性，且与分光光度计测量结果高度一致。该传感器采用厚膜丝网印刷制备，工作电极和对照电极为铱纳米颗粒修饰碳电极，参比电极为 Ag/AgCl，通过安培法在 +0.45 V vs Ag/AgCl 下检测酚的氧化电流，从而间接定量 ALP 活性。与传统两步法相比，该方法无需改变 pH 或引入第二酶，简化了检测流程，具有低成本、便携和潜在临床/现场应用价值。
英文摘要
A one-step, single use, disposable Alkaline Phosphatase (ALP) biosensor has been developed. It is based on the detection of phenol produced by an ALP enzymatic reaction. It can operate at 25 °C in a pH 10 medium. It measures ALP of 0-300 IU/L. The permissible concentrations of glucose, ascorbic acid and urea without interference are 10 mM/L, 5 mg/L and 400 mg/L, respectively. Experimental results are compared to those obtained by spectrophotometric measurements in bovine serum. Excellent linearity between the biosensor outputs and the ALP concentrations exists. The agreement between the measurements of this biosensor and the spectrophotometer is also outstanding.