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
未指定具体分析物（chemical/biological analytes）；文中以 Co2+ 释放/EDTA 螯合作为响应示例；样品基质：pH 8.0 磷酸盐缓冲液
检测原理
该传感器基于 Co(NPs)–HsAFr 在 DHP 类生物膜中的直接电子转移。HsAFr 蛋白笼作为识别/模板元件，CoO(OH) 纳米粒子作为氧化还原中心。待测分析物与蛋白笼或钴核心发生作用（如 EDTA 螯合 Co2+ 并使其从核心释放）时，界面氧化还原状态或电子转移路径发生变化。DHP 多层双分子层提供疏水微环境，抑制蛋白直接吸附失活，缩短 Co 氧化还原中心与 GC 电极间的电子转移距离。CV 中 Co(II)/Co(III) 氧化还原峰电流随分析物作用而改变，从而读出信号。该体系未使用 HCR、RCA 或酶催化沉积等放大策略。
检测灵敏度
未报告 LOD、线性范围、灵敏度斜率、相关系数
效应效果
TEM 显示 Co-NPs 粒径 5.5–6 nm，YPR 95%、CFR 99%、ECF 94%。远紫外 CD 显示 α-螺旋含量由 75% 增至 84%，矿化后结构更稳定；内源荧光被猝灭，ANS 荧光无显著变化。CV 中 Co(NPs)–HsAFr–DHP 膜呈准可逆氧化还原峰，Epa 0.002 V、Epc 0.540 V、E0' 0.280 V（vs. Ag/AgCl），100 mV/s 时 ΔEp 0.538 V；峰电流在 0.1–0.6 V/s 内随扫描速率线性增加，log(Ipc)–log(t) 斜率 0.8227。室温空气保存 30 天后峰电流仅下降约 10%。10 mM EDTA 可使阳极峰消失，表明 Co 可被螯合释放。AFM 显示膜厚约 40 nm。作者认为可用于医疗、工业、农业食品和环境领域检测化学与生物分析物。
传感器的构成
- 基底/换能器电极：玻璃碳电极（GC），工作电极，提供电子转移界面。
- 修饰层：二己基磷酸酯（DHP）薄膜，类生物膜多层双分子层，固定蛋白并促进直接电子转移。
- 识别元件：马脾蛋白铁蛋白（HsAFr）蛋白笼，作为生物模板/识别载体，容纳钴纳米粒子。
- 信号标记物：羟基氧化钴纳米粒子（CoO(OH) NPs, Co-NPs），提供 Co(II)/Co(III) 氧化还原信号。
- 电解液：pH 8.0 缓冲液（磷酸盐缓冲液），维持离子导电与蛋白稳定。
中文摘要
本研究以马脾蛋白铁蛋白（HsAFr）为生物模板，在缓冲条件下将 Co(II) 氧化矿化，制备出羟基氧化钴纳米粒子（CoO(OH) NPs, Co-NPs）。透射电镜显示粒子直径约 5.5–6 nm，且均匀包埋于 HsAFr 空腔内。荧光与远紫外圆二色光谱表明，矿化过程使 HsAFr 内源荧光被猝灭，α-螺旋含量增加，蛋白结构更稳定。作者首次将 Co(NPs)–HsAFr 嵌入二己基磷酸酯（DHP）薄膜中，并在玻璃碳电极（GC）上通过循环伏安法研究其直接电子转移。DHP 作为阴离子表面活性剂形成类生物膜多层双分子层，为 Co(NPs)–HsAFr 提供适宜微环境，促进其与电极间的电子转移。CV 出现一对清晰、准可逆氧化还原峰，表明该纳米生物传感器可用于医学和工业领域检测不同分析物。
英文摘要
Oxyhydroxy cobalt CoO(OH) nanoparticles (Co-NPs) were prepared in horse spleen apoferritin (HsAFr) cavity. Transmission electron microscopy revealed the particle size was 5.5-6 nm. Mineralization effect on HsAFr was investigated by fluorescence and far-UV circular dichroism (far-UV CD) spectroscopies. The far-UV CD experiments indicated an increase in the α-helical content after mineralization. Intrinsic fluorescence data showed that mineralization acts as a quencher of HsAFr. For the first time, direct electron transfer between Co(NPs)-HsAFr and a glassy carbon electrode in the thin film of dihexadecylphosphate (DHP) was investigated by cyclic voltammetry (CV) to design a biosensor. The anionic surfactant DHP was used to achieve direct electron-transfer between Co(NPs)-HsAFr molecules and the GC electrode surface. CV result showed clearly a pair of well-defined and quasi-reversible redox peaks arise from Co(NPs)-HsAFr embedded in DHP film. This novel biosensor can be used in medical and industrial fields to detect different analytes.