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
酚类化合物（phenolic compounds，以愈创木酚 guaiacol 为标准底物）；样品基质：茶叶提取物（tea leaves extract）
检测原理
该传感器以漆酶为识别/催化元件，酚类化合物（如愈创木酚）在漆酶催化下被氧化为邻醌，同时漆酶被还原；邻醌随后在工作电极表面发生电化学还原并再生，形成生物电催化放大循环。电子经Fe3O4NPs/cMWCNT/PANI复合修饰层传递至Au工作电极，在0.3 V（vs. Ag/AgCl）下产生安培电流。Fe3O4NPs与cMWCNT/PANI协同提高电极导电性、比表面积和电子传递速率，PANI还可提供保护酶的微环境。漆酶通过酰胺键共价固定，减少酶泄漏。电流响应随酚类浓度增加而增大，从而实现总酚含量测定。
检测灵敏度
LOD: 0.03 μM (S/N = 3)；线性范围: 0.1–10 μM（低浓度段）、10–500 μM（高浓度段）；方法相关系数: r = 0.99
效应效果
传感器对葡萄糖、柠檬酸、果糖、半胱氨酸和抗坏血酸干扰低，响应下降分别为7.14%、8.73%、4.69%、8.19%和6.66%；乙醇干扰亦低。因漆酶底物特异性宽，选择性有限。茶叶提取物加标愈创木酚5.0 μM和10.0 μM回收率为90.00%和98.00%；批内、批间CV分别<2.17%和<3.87%，三电极CV<5%。与比色法测10个品牌茶叶总酚相关良好，r=0.99，y=1.0058x-0.0134，结果0.116–0.872 μmol guaiacol/g。4 ℃保存150次使用、4个月后活性损失25%，可用于茶叶总酚快速测定。
传感器的构成
- 基底/换能器电极：金电极（Au electrode），抛光后作为导电基底和工作电极
- 导电聚合物/纳米材料修饰层：聚苯胺（PANI）与羧基化多壁碳纳米管（cMWCNTs）复合层，循环伏安电沉积于Au表面，提高导电性、比表面积和电子传递
- 磁性纳米粒子修饰层：四氧化三铁纳米粒子（Fe3O4NPs），循环伏安电沉积于cMWCNT/PANI/Au表面，增强电子传递和电催化性能
- 识别/催化元件：漆酶（laccase, Lac），从Ganoderma sp.纯化，通过酶表面NH2与cMWCNT表面COOH形成酰胺键共价固定，催化酚类氧化
- 电子供体/被测物：酚类化合物（phenolic compounds），以愈创木酚（guaiacol）为标准底物，被漆酶氧化并提供电子
- 反应介质：0.1 M醋酸钠缓冲液（pH 6.0），提供适宜pH和离子传导；三电极体系含Ag/AgCl参比电极和Pt辅助电极
中文摘要
本文报道了一种用于检测酚类化合物的安培生物传感器。该传感器将漆酶（laccase）通过共价方式固定于四氧化三铁纳米粒子（Fe3O4NPs）修饰的羧基化多壁碳纳米管（cMWCNTs）/聚苯胺（PANI）复合层上，复合层电沉积于金（Au）电极表面。作者采用扫描电子显微镜（SEM）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）、循环伏安法（CV）和电化学阻抗谱（EIS）对修饰电极进行表征。在0.1 M醋酸钠缓冲液（pH 6.0）、35 ℃和0.3 V（vs. Ag/AgCl）条件下，传感器响应时间小于3 s。其对愈创木酚的线性范围分为0.1–10 μM（低浓度段）和10–500 μM（高浓度段），检出限为0.03 μM。该传感器可用于茶叶提取物中总酚含量的测定。4 ℃保存条件下，电极经150次使用、历时4个月后活性损失25%。
英文摘要
A method is described for the construction of an amperometric biosensor for detection of phenolic compounds based on covalent immobilization of laccase onto iron oxide nanoparticles (Fe₃O₄NPs) decorated carboxylated multiwalled carbon nanotubes (cMWCNTs)/polyaniline (PANI) composite electrodeposited onto a gold (Au) electrode. The modified electrode was characterized by scanning electron microscopy (SEM), Fourier transform infrared (FTIR) spectroscopy, cyclic voltammetry (CV) and electrochemical impedance spectroscopy (EIS). The biosensor showed optimum response within 3s at pH 6.0 (0.1 M sodium acetate buffer) and 35°C, when operated at 0.3 V vs. Ag/AgCl. Linear range, detection limit were 0.1-10 μM (lower concentration range) and 10-500 μM (higher concentration range), and 0.03 μM respectively. The sensor measured total phenolic content in tea leaves extract. The enzyme electrode lost 25% of its initial activity after its 150 uses over a period of 4 months, when stored at 4°C.