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
草酸盐（oxalate, C2O4^2-），样品基质为人尿液（human urine）及草酸盐标准溶液
检测原理
草酸盐在草酸氧化酶（OxOx）催化下与氧气反应生成二氧化碳和过氧化氢。OxOx固定在氨基化磁性固体上，经磁场暂时保留于Fe-Tpm修饰碳电极表面，形成可再生酶电极。过氧化氢在-0.20 V下被Fe(III)-Tpm介导还原为水，Fe(III)/Fe(II)循环传递电子，产生与过氧化氢浓度成正比的阴极电流。由于草酸盐浓度决定过氧化氢生成量，电流随草酸盐浓度增加而增大。顺序注射分析通过吸入酶磁性悬浮液和样品，在反应管中完成酶促反应，实现低体积、可重复检测。该体系无额外信号放大，但酶催化和介导电子转移提高灵敏度并降低干扰电位。
检测灵敏度
LOD: 1.0 mg·L−1；线性范围: 3.0–50.0 mg·L−1；灵敏度斜率: 0.031 ± 0.001 μA L·mg−1；R^2 = 0.999
效应效果
该传感器对尿素、尿酸、抗坏血酸和水杨酸等尿液常见干扰物在最高100:1浓度下无显著干扰（响应变化≥5%判为干扰）。30.0 mg/L草酸盐溶液重复性RSD为0.7%，中间精密度RSD为2.2%，所有标准液和样品RSD低于2%；采样速率为30样品/小时。修饰电极可连续使用一周，酶磁性固体每日更新。与人尿液样品中流动注射-分光光度法（FIA-Vis）比较，Student t检验无显著差异；健康男女尿液草酸盐测定值范围为9.2–42.8 mg/L。方法试剂和样品用量少（酶悬浮液10 μL、样品200 μL），无需复杂样品前处理，作者认为其简便、稳健、经济，可作为批量分析替代方案。
传感器的构成
- 工作电极：丝网印刷碳电极（Drop Sens 110A，直径4 mm），作为安培换能器检测H2O2。
- 电子媒介体层：Fe(III)-三(2-硫吡啶酮)硼酸盐（Fe-Tpm，20 μg浸渍），介导H2O2在-0.20 V的电化学还原。
- 磁性识别固体：磁铁矿（Fe3O4）纳米颗粒，经四甲氧基硅烷（TMOS）和3-氨基丙基甲氧基硅烷（APMS）包覆形成氨基化磁性固体，提供固定位点。
- 识别元件：草酸氧化酶（OxOx），经戊二醛（GA）交联固定在氨基化磁性固体上，催化草酸盐生成H2O2。
- 磁场保留单元：钕铁硼磁铁（Nd-Fe-B，1.3 T），置于工作电极下方，使酶磁性固体暂时保留在电极表面。
- 流动反应单元：顺序注射分析（SIA）管路，含加样反应器R1（100 cm）、反应管R2（50 cm）、选择阀和注射泵，以醋酸缓冲液（pH 4.0）为载液。
- 信号分子：过氧化氢（H2O2），由OxOx催化草酸盐与O2反应原位生成，作为电化学信号源。
中文摘要
本文报道了一种用于尿液草酸盐测定的安培流动生物传感器。该传感器以固定在改性磁性固体上的草酸氧化酶（OxOx）作为识别元件，酶促反应产生的过氧化氢在修饰有 Fe(III)-三(2-硫吡啶酮)硼酸盐（Fe-Tpm）介体的电极表面被电化学检测。磁性固体在外加磁场作用下暂时保留于电极表面，构成可在线再生的生物传感界面。整个系统置于顺序注射分析（SIA）装置中，安培检测器位于反应管后。采用田口参数设计优化流速、酶磁性悬浮液与样品吸入体积及反应管长度等变量。在最优条件下，草酸盐校准曲线在 3.0–50.0 mg/L 范围内线性，检出限为 1.0 mg/L；30.0 mg/L 草酸盐溶液的重复性为 0.7%。方法通过与分光光度法比较进行验证，两者结果无显著差异。该传感器适用于尿液草酸盐测定，具有试剂用量少、操作简便、可再生和抗干扰等优点。
英文摘要
An amperometric flow biosensor for oxalate determination in urine samples after enzymatic reaction with oxalate oxidase immobilized on a modified magnetic solid is described. The solid was magnetically retained on the electrode surface of an electrode modified with Fe (III)-tris-(2-thiopyridone) borate placed into a sequential injection system preceding the amperometric detector. The variables involved in the system such as flow rate, aspired volumes (modified magnetic suspension and sample) and reaction coil length were evaluated using a Taguchi parameter design. Under optimal conditions, the calibration curve of oxalate was linear between 3.0-50.0 mg·L⁻¹, with a limit of detection of 1.0 mg·L⁻¹. The repeatability for a 30.0 mg·L⁻¹ oxalate solution was 0.7%. The method was validated by comparing the obtained results to those provided by the spectrophotometric method; no significant differences were observed.