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
黄嘌呤（xanthine）；样品基质为磷酸盐缓冲液（sodium phosphate buffer, pH 7.0）
检测原理
该传感器基于黄嘌呤氧化酶（XO）的催化识别与安培换能。XO-CD通过金刚烷-β-环糊精主客体相互作用固定在电聚合金纳米颗粒/单壁碳纳米管网络上，保持酶活性。黄嘌呤扩散至电极表面后被XO催化氧化，生成尿酸和过氧化氢（H2O2）。在+650 mV工作电位下，H2O2发生电化学氧化，电子经SWNT和pAuNP导电网络传递至GCE，形成与黄嘌呤浓度成正比的稳态安培电流。纳米结构增大活性面积并加速电子传递，提高酶负载和灵敏度；Nafion薄膜通过静电排斥尿酸根和抗坏血酸根，降低干扰并稳定酶构象。信号随黄嘌呤浓度升高而增大。
检测灵敏度
LOD: 40 nM；线性范围: 50 nM–9.5 μM；灵敏度: 2.47 A/(M cm2)（XO-CD/pAuNP/SWNT/GCE）和 2.12 A/(M cm2)（Naf/XO-CD/pAuNP/SWNT/GCE）；R^2 = 0.999（XO-CD/pAuNP/SWNT/GCE）和 0.997（Naf/XO-CD/pAuNP/SWNT/GCE）；表1: 线性范围 0.05–9.5 μM，检出限 0.04 μM，灵敏度 178 mA/M 和 152 mA/M。
效应效果
传感器响应快速，XO-CD/pAuNP/SWNT/GCE在5 s内达到95%稳态电流，Nafion涂覆后约9 s。对葡萄糖、蔗糖、乙醇、乙酸、乳酸和柠檬酸（5.0 μM）无干扰；尿酸和抗坏血酸（5.0 μM，10倍于500 nM黄嘌呤）产生明显干扰，但Nafion膜显著降低干扰。单电极重复性RSD为3.9%和5.2%，电极间重现性RSD为6.7%和8.6%。稳定性方面，未涂Nafion传感器30天和40天分别保留65%和54%活性，涂Nafion后40天保留91%。与表1中其他黄嘌呤电化学传感器相比，其灵敏度和检出限处于较高水平，略高于laponite修饰GCE。作者认为该超分子固定策略可用于制备高灵敏、稳定酶传感器。
传感器的构成
- 基底/换能器电极：玻璃碳电极（GCE），直径3.0 mm，提供导电基底并作为电化学换能器。
- 纳米材料修饰层：单壁碳纳米管（SWNT），涂覆于GCE表面，增大电化学活性面积并促进电子传递。
- 纳米材料修饰层：功能化金纳米颗粒（AuNPs），由2-巯基乙磺酸、对氨基硫酚（p-aminothiophenol）和1-金刚烷硫醇（1-adamantanethiol）包覆，提供磺酸基、苯胺基和金刚烷识别位点。
- 电聚合网络层：双苯胺交联金纳米颗粒网络（pAuNP），通过电聚合形成三维导电矩阵，提高比表面积、电子传递和酶负载。
- 识别元件：β-环糊精修饰黄嘌呤氧化酶（XO-CD），通过金刚烷-β-环糊精主客体相互作用固定，催化黄嘌呤氧化。
- 信号转换产物：黄嘌呤氧化生成的过氧化氢（H2O2），在+650 mV下被氧化产生安培电流。
- 抗干扰/封闭层：Nafion薄膜，涂覆于酶电极表面，排斥尿酸和抗坏血酸阴离子并提高稳定性。
中文摘要
本研究以玻璃碳电极为基底，先修饰单壁碳纳米管，再在其表面电聚合由2-巯基乙磺酸、对氨基硫酚和1-金刚烷硫醇功能化的金纳米颗粒，构建三维导电网络，作为超分子固定黄嘌呤氧化酶-β-环糊精人工新糖酶的电化学平台。金刚烷基团与β-环糊精之间的主客体相互作用实现酶的柔性、可逆和多价固定。所得酶电极用于黄嘌呤的生物电化学测定。传感器在5 s内达到快速安培响应，在50 nM至9.5 μM黄嘌呤浓度范围内呈线性，灵敏度为2.47 A/(M cm2)，检出限低至40 nM。在电极表面涂覆Nafion薄膜后，传感器稳定性显著提高，抗坏血酸和尿酸造成的干扰也明显降低。
英文摘要
Glassy carbon electrodes modified with single-walled carbon nanotubes and a three-dimensional network of electropolymerized Au nanoparticles capped with 2-mercaptoethanesulfonic acid, p-aminothiophenol, and 1-adamantanethiol were used as hybrid electrochemical platforms for supramolecular immobilization of a synthesized artificial neoglycoenzyme of xanthine oxidase and β-cyclodextrin through host-guest interactions. The ensemble was further employed for the bioelectrochemical determination of xanthine. The biosensor showed fast amperometric response within 5 s and a linear behavior in the 50 nM to 9.5 μM xanthine concentration range with high sensitivity, 2.47 A/(M cm(2)), and very low detection limit of 40 nM. The stability of the biosensor was significantly improved and the interferences caused by ascorbic and uric acids were noticeably minimized by coating the electrode surface with a Nafion thin film.