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（hydrogen peroxide, H2O2）；样品基质：0.1 M 磷酸缓冲液（PBS, pH 6.2）
检测原理
HRP 被包埋于 SBA-15 的有序介孔孔道中，介孔结构可限制酶分子聚集并维持其催化活性。检测时，H2O2 扩散至电极表面并进入 SBA-15 孔道，在 HRP 催化下发生还原反应，电子经 PANI 导电聚合物网络传递至 Pt 电极，形成与 H2O2 浓度相关的阴极电流。PANI 的多孔导电结构和 SBA-15 介孔内的电子跳跃机制共同促进电子传递，从而提高灵敏度。随着 H2O2 浓度增加，催化还原产生的电子流增大，阴极电流线性增强，在 0.02–18.5 mM 范围内呈良好线性。
检测灵敏度
LOD: 约 10 μM；线性范围: 0.02–18.5 mM；灵敏度: 89.46 μA·mM-1·cm-2；R^2 = 0.997
效应效果
传感器对 H2O2 的灵敏度为 89.46 μA·mM-1·cm-2，高于 PANI/Pt 的 66.21 和 SBA-15/PANI/Pt 的 53.71；在 0.02–18.5 mM 线性良好，R2=0.997，检出限约 10 μM。稳定性方面，16 天内多次测量中，PANI/Pt 与 GA/HRP/PANI/Pt 第五次测量损失近 50%，而 GA/SBA-15(HRP)/PANI/Pt 第二次仅降约 20%，后续衰减不明显，表明 SBA-15 包埋与 GA 交联提高稳定性。校准数据来自三个独立传感器，稳定性来自同一传感器三次实验。未报告选择性、抗干扰、RSD 或实际样品回收率。作者认为该策略可增强酶基传感器灵敏度与重复使用稳定性。
传感器的构成
- 基底/换能器电极：陶瓷板上溅射铂电极（Pt/ceramic，面积0.28 cm2），作为工作电极与导电基底
- 导电聚合物修饰层：电化学聚合聚苯胺（PANI）膜，提供导电通道、多孔结构并辅助固定酶
- 介孔二氧化硅包埋层：SBA-15 介孔二氧化硅颗粒，负载 HRP，提供有序介孔孔道保护酶并促进电子传递
- 识别/催化元件：辣根过氧化物酶（HRP），包埋于 SBA-15 介孔内，催化 H2O2 还原
- 交联/封闭层：戊二醛（GA）溶液，交联/固定 HRP 并形成薄膜，提高稳定性
- 信号读出：电化学分析仪（CHI621B）配合铂丝辅助电极和 Ag/AgCl 参比电极，检测阴极电流
中文摘要
聚苯胺（PANI）是一种具有良好导电性、多孔结构和热稳定性的导电聚合物，已成功用于多种酶基生物传感器的构建。本研究采用介孔二氧化硅 SBA-15 稳定包埋辣根过氧化物酶（HRP），并将负载 HRP 的 SBA-15 沉积于聚苯胺修饰的铂电极表面，构建 GA/SBA-15(HRP)/PANI/Pt 过氧化氢生物传感器。通过 X 射线衍射、氮气吸附-脱附、透射电镜等手段表征了 SBA-15 及其负载 HRP 后的介孔结构与形貌，并利用酶活蛋白分析评价 HRP 包埋效率。结果表明，所构建传感器在 0.02–18.5 mM 范围内，阴极电流响应与 H2O2 浓度呈良好线性关系，灵敏度得到提高；同时，该策略改善了聚苯胺修饰传感器在多次测量中的稳定性。
英文摘要
Polyaniline (PANI), an attractive conductive polymer, has been successfully applied in fabricating various types of enzyme-based biosensors. In this study, we have employed mesoporous silica SBA-15 to stably entrap horseradish peroxidase (HRP), and then deposited the loaded SBA-15 on the PANI modified platinum electrode to construct a GA/SBA-15(HRP)/PANI/Pt biosensor. The mesoporous structures and morphologies of SBA-15 with or without HRP were characterized. Enzymatic protein assays were employed to evaluate HRP immobilization efficiency. Our results demonstrated that the constructed biosensor displayed a fine linear correlation between cathodic response and H(2)O(2) concentration in the range of 0.02 to 18.5 mM, with enhanced sensitivity. In particular, the current approach provided the PANI modified biosensor with improved stability for multiple measurements.