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
血清胆碱酯酶活性（serum cholinesterase, SChE, EC 3.1.1.8）、胆碱（choline）、苯甲酰胆碱（benzoylcholine, BzCh）、苯甲酸盐（benzoate, BA）；样品基质：人血清及血清酶反应液
检测原理
血清中SChE催化人工底物苯甲酰胆碱水解，生成胆碱和苯甲酸盐。毛细管电泳在30 mM磷酸盐缓冲液（pH 7.0）、16 kV下于233 nm同时分离底物与产物，峰面积随酶促反应程度变化，从而计算酶活性。流动注射胆碱传感器中，胆碱被几丁质膜上共价固定的ChOx催化氧化，每分子胆碱生成2分子H2O2；H2O2在+0.6 V铂电极上发生安培氧化，电流与胆碱浓度成正比。几丁质膜既作为酶固定支撑层，又通过静电作用减少血清蛋白非特异吸附，提高抗干扰能力。
检测灵敏度
CE: LOD: 1.0 μM（苯甲酰胆碱与苯甲酸盐，S/N>3）；线性范围: 0.01–50.0 mM；R^2 = 0.998（苯甲酰胆碱）、0.993（苯甲酸盐）。FIA-choline biosensor: LOD: 10.0 μM（S/N>3）；线性范围: 0.05–5.0 mM；r = 0.999。
效应效果
CE法在300倍稀释血清中可分辨蛋白类干扰峰，迁移时间和峰面积RSD分别小于1%和10%（n=7）；1.0 mM标准品峰面积RSD小于4%（BzCh）和6%（BA），单根毛细管可完成1000次以上分析。FIA胆碱传感器中，几丁质膜显著降低HSA干扰，含HSA时电荷转移电阻由裸电极10.23 kΩ降至3.83 kΩ；1.0 mM胆碱RSD小于3%（n=7），峰高CV小于3%（n=10），峰回复3 s，通量约10次/min，稳定使用至少2个月。12份人血清两种方法结果相关良好（r=0.940），重复测定RSD分别小于8%和6%。
传感器的构成
- 工作电极：铂电极（Pt working electrode, 14.0 mm2），作为安培换能器检测H2O2
- 修饰/抗污层：天然几丁质膜（chitinous membrane, Mictyris brevidactylus），覆盖Pt电极，固定酶并阻挡蛋白吸附
- 识别/催化元件：胆碱氧化酶（choline oxidase, ChOx, EC 1.1.3.17），共价固定于几丁质膜，催化胆碱氧化
- 参比电极：Ag/AgCl参比电极（RE-3V, BAS），提供稳定电位
- 对电极：不锈钢出口管（stainless outlet-pipe, 1.0 mm i.d. HPLC tube），构成电化学回路
- 流动注射系统：蠕动泵（SMP-23S）、注射阀（RHEODYNE 5020）、流动池、恒电位仪（CV-1, BAS）与记录器，输送0.2 M磷酸盐缓冲液（pH 8.0）
- 信号产物：过氧化氢（H2O2），由ChOx催化生成并在Pt电极+0.6 V下氧化产生电流
中文摘要
本文报道了用于测定血清胆碱酯酶（serum cholinesterase, SChE, EC 3.1.1.8）活性的毛细管电泳方法和一种耐用胆碱生物传感器。SChE是肝功能临床指标。毛细管电泳法基于未涂层熔融石英毛细管中分离苯甲酸盐和苯甲酰胆碱（胆碱酯酶人工底物），二者迁移时间分别为1.3 min和5.5 min；在233 nm下，两者峰面积线性动态范围均为0.01–50.0 mM，1.0 mM苯甲酰胆碱和苯甲酸盐的相对标准偏差分别小于4%和6%。流动注射胆碱生物传感器以覆盖天然几丁质膜的铂工作电极为核心，几丁质膜来自台湾士兵蟹Mictyris brevidactylus，用于固定胆碱氧化酶（choline oxidase, ChOx, EC 1.1.3.17）并防止蛋白吸附。胆碱校准曲线在0.05–5.0 mM内线性良好（r=0.999），1.0 mM胆碱RSD小于3%（n=7），生物活性膜可维持约2个月。两种方法测定12份人血清结果相关良好（r=0.940）。
英文摘要
A capillary electrophoresis method and a durable choline biosensor were developed for measuring serum cholinesterase (EC 3.1.1.8) activity, a useful clinical index for liver function. The former is based on separation of benzoate and benzoylcholine (the artificial substrate of cholinesterase) in an uncoated fused-silica capillary. The migration time of benzoylcholine and benzoate was 1.3 min and 5.5 min, respectively. By the peak areas of A(233) signals, the linear dynamic ranges for both analytes were 0.01-50.0 mM, and the relative standard deviations of 1.0 mM benzoylcholine and benzoate were less than 4% and 6%, respectively. The FIA-choline sensor was constructed with the working electrode of the flow cell covered with a natural chitinous membrane purified from Taiwanese soldier crab, Mictyris brevidactylus. The biomembrane served as the supporting material for enzyme immobilization (choline oxidase, EC 1.1.3.17), and also prevented protein adsorption on the electrode surface. The calibration curve was linear between 0.05 and 5.0 mM (r=0.999). The relative standard deviations for 1.0 mM choline (n=7) were less than 3%, and the activity of the bioactive membrane lasted for about 2 months. The analytical results of both methods correlated well (r=0.940).