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
腐胺（putrescine）；样品基质：啤酒、磷酸盐缓冲液标准溶液
检测原理
腐胺进入电极表面氧化还原水凝胶后，被腐胺氧化酶（PUOX）特异性氧化，生成过氧化氢（H2O2）及相应醛类。HRP 在较低电位下催化 H2O2 还原，Os 介体 PVI7-dme-Os 在 HRP 活性中心与石墨电极之间穿梭电子，形成“有线”酶电极。PEGDGE 交联水凝胶固定 PUOX、HRP 和 Os 介体，保持酶构象并允许水溶性底物与产物扩散。在 +50 mV 偏压下，介体还原态在电极表面被氧化，产生与腐胺浓度成正比的安培电流。该双酶级联与介体电子传递策略降低了过氧化氢检测电位，减少背景电流和干扰，提高选择性。
检测灵敏度
LOD: 5 μM（0.005 mM）；线性范围: 0.01–0.25 mM；灵敏度斜率: 281.26 nA/mM；R^2 = 0.99
效应效果
传感器对腐胺具有良好选择性，相对活性为100%；尸胺 10.7%、色胺 5.2%、亚精胺 5.0%、酪胺 2.0%、组胺 1.7%。稳定性方面，新制备电极在4℃可保存7–10天而无明显活性损失，可连续进样120–150次；隔夜保存后电流响应降至原值的40%。啤酒样品加标回收率为85%。与HPLC参考方法比较，生物传感器测得的腐胺含量显著高于HPLC，作者认为可能源于酶对啤酒中其他生物胺的有限活性，两种方法间RSD为0.98。作者认为该方法简单、可靠、快速，适用于食品中腐胺的质控检测。
传感器的构成
- 基底/换能器电极：光谱石墨电极（spectroscopic graphite electrode, RW 001），作为工作电极承载酶并传导电子。
- 氧化还原水凝胶修饰层：聚乙二醇(400)二缩水甘油醚（PEGDGE）交联的三维聚合物网络，固定酶和介体并允许水溶性底物/产物扩散。
- 识别元件：腐胺氧化酶（PUOX, EC 1.4.3.10），特异性氧化腐胺生成过氧化氢。
- 信号介导元件：辣根过氧化物酶（HRP）与 Os 介体（PVI7-dme-Os），催化过氧化氢还原并在酶与电极间传递电子。
- 参比电极：Ag/AgCl（0.1 M KCl），提供稳定电位参考。
- 辅助电极：铂丝（Pt wire），完成三电极电化学回路。
- 流动注射检测系统：壁射流安培池、蠕动泵和进样器，实现样品连续流动与安培信号采集。
中文摘要
本文报道了一种基于腐胺氧化酶的新型安培生物传感器，可选择性测定腐胺，腐胺可作为微生物腐败指标。腐胺氧化酶（PUOX，EC 1.4.3.10）从 Kocuria rosea（Micrococcus rubens）中分离，采用改进并简化的纯化流程：细胞在添加腐胺的脑心浸液培养基中培养，用 Bead-beater 在 Tris 缓冲液（pH 8.0）中制备无细胞提取物，并引入三相同分（TPP）步骤。纯化后的酶与辣根过氧化物酶（HRP）、Os 介体（PVI7-dme-Os）及聚乙二醇(400)二缩水甘油醚（PEGDGE）交联剂共同固定在光谱石墨电极表面的氧化还原水凝胶中。该修饰工作电极与 Ag/AgCl（0.1 M KCl）参比电极和铂丝辅助电极组成壁射流安培池，用于流动注射分析。研究考察了水凝胶组成、pH 和电位影响，最佳条件为 66 mM 磷酸盐缓冲液（pH 8.0）、流速 0.45 mL/min、+50 mV。方法线性范围为 0.01–0.25 mM，检出限为 5 μM。啤酒样品经该传感器检测，并与 HPLC 参考方法比较。
英文摘要
The novel putrescine oxidase based amperometric biosensor selectively measures putrescine, which can be considered as an indicator of microbial spoilage. Putrescine oxidase (PUOX, EC 1.4.3.10) was isolated from Kocuria rosea (Micrococcus rubens) by an improved and simplified purification process. Cells were grown on brain heart infusion medium supplemented with putrescine. Cell-free extract was prepared in Tris buffer (pH 8.0) by Bead-beater. A newly elaborated step based on three-phase partitioning (TPP) was applied in the purification protocol of PUOX. The purified enzyme was immobilized on the surface of a spectroscopic graphite electrode in redox hydrogel with horseradish peroxidase, Os mediator and poly(ethylene glycol) (400) diglycidyl ether (PEGDGE) as crosslinking agent. This modified working electrode was used in wall-jet type amperometric cell together with the Ag/AgCl (0.1M KCl) reference electrode and a platinum wire as auxiliary electrode in flow injection analysis system (FIA). Hydrogel composition, pH and potential dependence were studied. Optimal working conditions were 0.45 mLmin(-1) flow rate of phosphate buffer (66 mM, pH 8.0) and +50 mV polarizing potential vs. Ag/AgCl. The linear measuring range of the method was 0.01-0.25 mM putrescine, while the detection limit was 5 μM. Beer samples were investigated by the putrescine biosensor and the results were compared by those of HPLC reference method.