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
L-乳酸（L-lactic acid / L-lactate）；样品基质：PBS 缓冲液（文中亦提及可用于生物流体、食品、临床/运动样品）
检测原理
L-乳酸进入传感器界面后，被固定于 ZnO 纳米棒表面的乳酸氧化酶（LOx）催化氧化，生成丙酮酸和过氧化氢；反应改变工作电极附近离子/电荷分布，ZnO 纳米棒作为 n 型半导体，其表面吸附/解吸及界面电荷状态随反应产物和电荷环境变化，从而引起电动势（EMF）变化。以 Ag/AgCl 为参比电极，通过电位法读取工作电极电位。乳酸浓度越高，酶催化产生的界面电荷变化越大，EMF 随浓度对数呈线性响应，灵敏度约 41.33 mV/decade。戊二醛交联主要提高酶固定稳定性，不直接参与信号放大。
检测灵敏度
LOD: 1.0 × 10−4 mM；线性范围: 1 × 10−4–1 × 100 mM；灵敏度: 41.33 ± 1.58 mV/decade
效应效果
该传感器对 L-乳酸选择性良好，10^-3 mM 干扰物下抗坏血酸无响应，选择性系数：Mg2+ 0.5323、Ca2+ 0.7259、葡萄糖 1.0404、尿素 1.3791、L-半胱氨酸 1.1856、半乳糖 1.5485、维生素 C 1.7421。响应时间小于 10 s（0.01–1 mM）。稳定性超过三周，第 1、7、14、21 天灵敏度为 41.33±1.58、42.57±1.82、41.39±1.72、40.80±1.84 mV/decade，线性范围保持 1×10^-4–1×10^0 mM。与已有传感器相比，检出限 1×10^-4 mM、响应约 10 s、寿命超三周；未报告加标回收率，作者认为可用于药物、食品和生物样品检测。
传感器的构成
- 基底/换能器电极：玻璃基底（glass substrate）上真空蒸发沉积 20 nm 钛（Ti）粘附层和 100 nm 金（Au）导电层，作为工作电极基底。
- 纳米材料修饰层：氧化锌纳米棒（ZnO nanorods），经醋酸锌种子层和低温水热法生长，提供高比表面积半导体界面并固定酶。
- 识别元件：乳酸氧化酶（lactate oxidase, LOx），固定于 ZnO 纳米棒表面，催化 L-乳酸氧化。
- 交联固定剂：戊二醛（glutaraldehyde, GA），与 LOx 混合后交联固定，提高酶层稳定性。
- 参比电极：Ag/AgCl 参比电极，用于电位法测量。
- 信号读出：Metrohm pH 计（model 827）与 Keithley 2400，读取 EMF 和时间响应。
中文摘要
本文报道了一种基于固定化氧化锌（ZnO）纳米棒与乳酸氧化酶（LOx）的电化学 L-乳酸生物传感器的制备与性能。首先制备金涂层玻璃基底，并在其上生长 ZnO 纳米棒；随后以戊二醛（GA）作为交联剂，将乳酸氧化酶固定于 ZnO 纳米棒表面，构建电位型生物传感器电极。采用电位法测量传感器对 L-乳酸的电动势（EMF）响应。结果表明，该传感器在 1×10^-4 至 1×10^0 mM 浓度范围内具有良好的线性响应，灵敏度约为 41.33±1.58 mV/decade；响应时间小于 10 s；在抗坏血酸、尿素、葡萄糖、半乳糖、镁离子和钙离子等常见干扰物存在下对 L-乳酸表现出良好选择性；传感器稳定性可维持三周以上。
英文摘要
In this work, fabrication of gold coated glass substrate, growth of ZnO nanorods and potentiometric response of lactic acid are explained. The biosensor was developed by immobilizing the lactate oxidase on the ZnO nanorods in combination with glutaraldehyde as a cross linker for lactate oxidase enzyme. The potentiometric technique was applied for the measuring the output (EMF) response of l-lactic acid biosensor. We noticed that the present biosensor has wide linear detection range of concentration from 1 × 10(-4)-1 × 10(0) mM with acceptable sensitivity about 41.33 ± 1.58 mV/decade. In addition, the proposed biosensor showed fast response time less than 10 s, a good selectivity towards l-lactic acid in presence of common interfering substances such as ascorbic acid, urea, glucose, galactose, magnesium ions and calcium ions. The present biosensor based on immobilized ZnO nanorods with lactate oxidase sustained its stability for more than three weeks.