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（H2O2）；样品基质：磷酸盐缓冲液（PBS）及隐形眼镜清洗液（实际样品，含约 3% H2O2，PBS 稀释）
检测原理
Hb 通过静电作用固定于 MWCNT/ZnO 复合膜，MWCNT 提供导电通道，ZnO 提供生物相容界面，使 Hb 血红素 Fe(III)/Fe(II) 与电极发生直接电子转移。当 H2O2 存在时，Hb 血红素 Fe(III) 与 H2O2 反应生成 Com I 并释放 H2O，Com I 再与 H2O2 反应再生 Fe(III) 并产生 O2；电极表面 Fe(III) 接受电子还原为 Fe(II)，Fe(II) 与 O2 结合后进一步参与电子传递，总反应为 H2O2+2H++2e−→2H2O。在 −0.34 V 恒电位下，H2O2 浓度升高使电催化还原电流线性增大，从而实现安培检测。
检测灵敏度
LOD: 0.02 μM；线性范围: 0.01–20.42 μM（CV，R^2 = 0.9981）；线性范围: 0.1–36.6 μM（安培法）；灵敏度: 3.63 μA μM−1（正文）/3.66 μA μM−1（表1）
效应效果
该传感器对 H2O2 响应时间小于 2 s，灵敏度高。选择性方面，在 1 μM H2O2 存在下依次加入 1 mM 抗坏血酸、多巴胺、葡萄糖和 L-半胱氨酸，电流响应几乎无变化，表明抗干扰能力强。稳定性方面，4 ℃ PBS 中保存 30 天和 60 天后分别保留 91.94% 和 88.66% 的初始灵敏度；连续 400 次 CV 扫描后背景电流仍保持 92%。重现性方面，5 个独立制备电极对 1 μM H2O2 的 RSD 为 3.57%，同一电极 10 次重复测量 RSD 为 1.40%。实际样品为含约 3% H2O2 的隐形眼镜清洗液，经 PBS 稀释后检测结果与高锰酸钾滴定法一致，回收率可接受，作者认为其可用于实际样品快速检测。
传感器的构成
- 基底/换能器电极：玻璃碳电极（GCE），导电基底与安培信号换能。
- 纳米材料修饰层：多壁碳纳米管（MWCNT）滴涂层，提供高比表面积和导电通道，促进 Hb 直接电子转移。
- 纳米材料修饰层：氧化锌（ZnO）微海绵，室温电化学沉积于 MWCNT 表面，提供生物相容性、正电荷吸附位点和电子通信。
- 识别/催化元件：血红蛋白（Hb），通过静电作用固定于 MWCNT/ZnO 表面，具有过氧化物酶样活性，催化 H2O2 还原。
- 信号元件：Hb 血红素 Fe(III)/Fe(II) 氧化还原对，无外加标记物，直接电子转移产生安培电流。
- 工作介质：0.05 M 磷酸盐缓冲液（PBS, pH 7.0），提供离子导电与稳定 Hb 活性。
- 电极体系：饱和 Ag/AgCl 参比电极和铂辅助电极，构成三电极体系进行电位控制。
中文摘要
本文报道一种基于血红蛋白（Hb）固定于多壁碳纳米管/氧化锌（MWCNT/ZnO）复合修饰玻璃碳电极（GCE）的高灵敏、高选择性安培法过氧化氢（H2O2）生物传感器。采用简单、低成本、绿色的电化学方法在室温下于 MWCNT 表面生长 ZnO 微海绵。MWCNT/ZnO/Hb 复合膜呈现一对清晰准可逆氧化还原峰，形式电位为 -0.336 V，对应 Hb 血红素 Fe(III)/Fe(II) 氧化还原对；固定 Hb 的电子转移速率常数为 1.26 s^-1。所制备传感器对 H2O2 响应迅速（约 2 s 内），灵敏度高、线性范围宽、检出限低（0.02 μM），并表现出良好选择性、稳定性、重现性和重复性。该传感器利用 MWCNT 的高导电性与快速电子迁移以及 ZnO 的良好生物相容性，可用于实际样品中 H2O2 的快速、灵敏、选择性检测，回收率可接受。
英文摘要
A highly sensitive and selective amperometric hydrogen peroxide (H(2)O(2)) biosensor based on immobilization of hemoglobin (Hb) at multiwalled carbon nanotubes-zinc oxide (MWCNT/ZnO) composite modified glassy carbon electrode (GCE) is reported. ZnO microsponges were electrochemically grown on MWCNT surface by the simple, cost-effective, green, electrochemical method at room temperature. The MWCNT/ZnO/Hb composite film showed a pair of well-defined, quasi-reversible redox peaks with a formal potential (E°') of -0.336 V, characteristic features of heme redox couple of Hb. The electron transfer rate constant (k(s)) of immobilized Hb was 1.26 s(-1). The developed biosensor showed a very fast response (>2 s) toward H(2)O(2) with good sensitivity, wide linear range, and low detection limit of 0.02 μM. The fabricated biosensor showed interesting features, including high selectivity, acceptable stability, good reproducibility, and repeatability along with excellent conductivity, facile electron mobility of MWCNT, and good biocompatibility of ZnO. The fabrication method of this biosensor is simple and effective for determination of H(2)O(2) in real samples with quick response, good sensitivity, high selectivity, and acceptable recovery.