组成图示
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传感器类型
比色生物传感器
检测对象
过氧化氢（H2O2）；样品基质为超纯水/缓冲反应溶液（未涉及血清、尿液等实际样品）
检测原理
FePOs微花表面/晶格中的Fe2+/Fe3+氧化还原中心模拟过氧化物酶活性位点。当H2O2存在时，Fe2+被氧化为Fe3+，同时H2O2参与电子转移并促进TMB氧化；TMB由无色氧化为蓝色产物，650 nm吸光度随H2O2浓度升高而增大，从而实现比色定量。该过程无需固定化电极，信号放大来自纳米酶对H2O2/TMB反应的持续催化。对于SOD模拟，Fe2+作为活性中心捕获超氧阴离子O2−，生成H2O2和Fe3+，Fe3+进一步与邻苯三酚等多酚配体形成紫色络合物，抑制邻苯三酚自氧化，320 nm吸光变化反映SOD活性。
检测灵敏度
LOD: 10 nM；线性范围: 1 × 10^-6 M–5 × 10^-6 M
效应效果
论文未报告选择性、抗干扰、重现性（RSD）或实际样品加标回收率。与辣根过氧化物酶（HRP）相比，FePOs微花以H2O2为底物的Km为0.317 mM，低于HRP的3.7 mM，表明其对H2O2亲和力更高；以H2O2为底物的Kcat/Km为HRP的10–100倍，但以TMB为底物时Kcat/Km低于HRP。过氧化物酶模拟活性在pH 4.5、30℃时最高；SOD模拟活性在pH 7.5–12、20–70℃范围内均可抑制邻苯三酚自氧化，受pH和温度影响较小。作者认为该材料制备简便、成本低、兼具过氧化物酶和SOD双模拟活性，可作为生物催化剂、抗氧化剂及H2O2比色传感器，用于活性氧相关疾病研究。
传感器的构成
- 纳米酶材料：磷酸铁微花（FePOs microflowers，含Na4.55Fe(PO4)2·H0.45O与FeH3P2O8·H2O），提供Fe2+/Fe3+氧化还原中心，模拟过氧化物酶催化H2O2氧化TMB。
- 识别/催化元件：Fe2+/Fe3+氧化还原中心（位于FePOs微花中），模拟过氧化物酶活性位点，催化H2O2与TMB反应。
- 底物/信号标记物：3,3',5,5'-四甲基联苯胺（TMB），无色底物，被氧化后生成蓝色产物，在650 nm产生吸光信号。
- 被测物：过氧化氢（H2O2），作为过氧化物酶模拟反应的底物，其浓度决定TMB氧化程度。
- 反应介质：超纯水（ultrapure water），用于配制TMB、H2O2和FePOs微花，提供均相反应环境。
- 读出装置：紫外-可见分光光度计（UV-Vis spectrophotometer），在370 nm或650 nm检测TMB氧化产物吸光度。
中文摘要
本文报道一种简便方法制备磷酸铁（FePOs）微花，XRD显示其含Na4.55Fe(PO4)2·H0.45O与FeH3P2O8·H2O两相，SEM显示由直径80–100 nm的纳米棒组装成花状结构。FePOs微花具有过氧化物酶模拟活性，可催化H2O2氧化无色3,3',5,5'-四甲基联苯胺（TMB）生成蓝色产物，650 nm吸光度在1×10^-6 M至5×10^-6 M范围内与H2O2浓度呈线性，检出限为10 nM。Michaelis–Menten动力学显示其对H2O2的Km为0.317 mM，低于辣根过氧化物酶（HRP）的3.7 mM，以H2O2为底物的Kcat/Km为HRP的10–100倍。同时，FePOs微花通过抑制邻苯三酚自氧化表现出超氧化物歧化酶（SOD）模拟活性，机制涉及Fe2+/Fe3+可逆转化：Fe2+捕获超氧阴离子生成H2O2和Fe3+，Fe3+与多酚配体形成紫色络合物。过氧化物酶活性最优条件约为pH 4.5、30℃，SOD活性在pH 7.5–12、20–70℃范围内稳定。该材料有望用于生物催化、抗氧化及H2O2比色传感。
英文摘要
Novel iron phosphates microflowers which show SOD-like and peroxidase-like mimic activities were prepared, suggesting potential applications as a biocatalyst and a biosensor for H(2)O(2).