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
(R)-NMSal（N-甲基-(R)-沙尔辛醇，PBS 缓冲液）、ATCh（乙酰硫代胆碱氯化物，PBS 缓冲液，酶底物）
检测原理
该传感器以 AChE 为识别元件，固定化于 3DOM AuNPs/IL-PANI/GCE 表面。检测时向 PBS 中加入底物 ATCh，AChE 催化其水解生成硫代胆碱（thiocholine）和乙酸；硫代胆碱在电极表面发生氧化，产生与酶活性成正比的 DPV 峰电流。当加入内源性神经毒素 (R)-NMSal 时，其与 AChE 结合并抑制酶活性，使硫代胆碱生成减少，峰电流随 (R)-NMSal 浓度增加而降低；去除毒素后电流恢复，表明抑制可逆。3DOM 大孔结构增大酶负载与传质面积，IL 掺杂 PANI 提高导电性，AuNPs 加速电子转移，从而增强信号响应。
检测灵敏度
ATCh 线性范围: 0.2–0.6 mM；K′M: 0.33 mM
效应效果
传感器对 ATCh 响应快速，0.4 mM 时 AChE/AuNPs/IL-PANI/GCE 峰电流为 AChE/PANI/GCE 的 4 倍；IL-PANI 和 AuNPs/PANI 分别提高 1.8 倍和 2.3 倍。重复性 RSD 4.2%，重现性 RSD 6.6%，4 °C 保存两周保留 92.3% 初始响应。EIS 显示 IL-PANI 将 Ret 降至 63 Ω，AuNPs 加速电子转移，固定 AChE 后 Ret 升至 583 Ω。对 (R)-NMSal 0.05–0.15 μM 呈浓度依赖抑制，去除后电流恢复，表明可逆抑制；HupA 对照支持 AChE 抑制机制。未报告实际样品回收率或传统方法对比。作者认为该方法可快速评价 AChE 抑制，有助于理解神经毒素相关神经退行性疾病。
传感器的构成
- 基底/换能器电极：玻碳电极（GCE），经氧化铝抛光和清洗，作为工作电极。
- 牺牲模板层：二氧化硅纳米球（SiO2 nanospheres，150±10 nm），形成三维有序模板，HF 刻蚀后去除。
- 导电多孔修饰层：离子液体掺杂聚苯胺（IL-PANI，[Omim][BF4] 掺杂 PANI），电聚合形成 3DOM 结构，提供大比表面积、导电性和生物相容性。
- 纳米粒子修饰层：金纳米粒子（AuNPs，40–50 nm），电沉积于 IL-PANI 膜内外，加速电子转移并提高灵敏度。
- 识别/生物元件层：乙酰胆碱酯酶（AChE），用 EDC/NHS 化学交联固定于 AuNPs/IL-PANI 表面，催化水解 ATCh。
- 底物/信号前体：乙酰硫代胆碱氯化物（ATCh），加入后由 AChE 水解生成硫代胆碱（thiocholine），作为电化学信号前体。
- 信号读出介质：磷酸盐缓冲液（PBS，10 mM，pH 7.0），提供反应环境；DPV 在 0.2–1.0 V 记录硫代胆碱氧化峰。
中文摘要
本文报道了一种基于三维有序大孔（3DOM）复合材料的电化学生物传感器，用于乙酰胆碱酯酶（AChE）抑制检测。首先以二氧化硅纳米球为牺牲模板，在离子液体（[Omim][BF4]）存在下于玻碳电极上电聚合苯胺，经 HF 刻蚀后形成离子液体掺杂聚苯胺（IL-PANI）3DOM 膜；随后电沉积金纳米粒子（AuNPs）。固定化 AChE 对底物乙酰硫代胆碱氯化物（ATCh）具有良好亲和力，3DOM 复合材料对 ATCh 水解产物硫代胆碱表现出优异电催化效果。离子液体和 AuNPs 通过加速电子转移提高灵敏度。所构建的 AChE 生物传感器成功用于评价内源性神经毒素 (R)-NMSal 诱导的 AChE 抑制。结果表明，(R)-NMSal 对 AChE 活性具有显著影响，且抑制作用可逆。该方法为 AChE 抑制检测提供了新途径，有助于理解神经毒素诱导神经退行性疾病的发生机制。
英文摘要
In this paper, an electrochemical acetylcholinesterase (AChE) inhibition assay based on three-dimensional ordered macroporous (3DOM) composite was conducted. The 3DOM composite was first fabricated on the glassy carbon electrode by electropolymerization of aniline in the presence of ionic liquid (IL) on a sacrificial silica nanospheres template. After the silica nanospheres were etched, an IL-doped polyaniline (IL-PANI) film with 3DOM morphology was formed. Then, gold nanoparticles (AuNPs) were decorated on the IL-PANI film by electrodeposition. The immobilized AChE on the 3DOM composite displayed favorable affinity to substrate acetylthiocholine chloride (ATCh), and the 3DOM composite showed excellent electrocatalytic effect on thiocholine, the hydrolysis product of ATCh. The presence of IL and AuNPs could improve the sensitivity by accelerating the electron transfer. The designed AChE biosensor was successfully applied to evaluate the AChE inhibition induced by endogenous neurotoxin 1(R),2N-dimethyl-6,7-dihydroxy-1,2,3,4-tetrahydroisoquinoline [(R)-NMSal]. The results demonstrate that (R)-NMSal exerts a considerable effect on AChE activity, and the inhibition is reversible. The developed method offers a new approach for AChE inhibition assay, which is of great benefit in understanding the mechanism behind neurotoxin-induced neurodegenerative disorders.