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
银离子（Ag+，磷酸盐缓冲液/水溶液）
检测原理
固定于滤纸的葡萄糖氧化酶（GOx）置于丝网印刷碳电极（SPCE）流道中。检测时先泵入含 Ag+ 的溶液，Ag+ 与 GOx 结合并抑制其催化活性；随后通过硅管试剂卡盒依次输送缓冲液、10 mM 葡萄糖、2.5 mM EDTA 和 10 mM 葡萄糖。葡萄糖在 GOx 催化下生成 H2O2，H2O2 在 0.30 V（vs Ag/AgCl）下于工作电极氧化产生安培电流。抑制状态下第一次葡萄糖响应电流较低，EDTA 螯合 Ag+ 使 GOx 再生后第二次葡萄糖响应电流恢复。两次电流差值反映 Ag+ 引起的抑制程度，Ag+ 浓度越高，抑制越强，电流差越大。该双测试模式无需外部对照，直接比较同一酶盘再生前后信号。
检测灵敏度
检测范围: 0–1.5 μM
效应效果
该装置在流动注射条件下表现出良好重现性：连续 5 次葡萄糖催化测量 RSD 为 2.7%；酶盘 4 °C 密封保存 1 个月后信号下降约 9.6%，RSD 为 4.2%。0.3 μM Ag+ 抑制后，经 2.5 mM EDTA 处理 6 min 可恢复 96% 酶活，3 次重复 RSD 小于 4.3%。在 100 μL/min 流速下可避免试剂卡盒中相邻液塞间的交叉污染，空气间隔未造成干扰。作者认为双测试模式通过比较同一酶盘再生前后信号，消除了传统方法依赖平均值或对照值的误差，适合酶活性、抑制剂和底物检测，并可用于医疗、食品安全和环境监测。
传感器的构成
- 换能器电极：一次性丝网印刷碳电极（SPCE），含碳工作电极、Ag/AgCl 参比电极和碳环对电极，用于 0.30 V 安培检测 H2O2。
- 流道与检测腔：流片（flow chip）通道宽 1 mm、深 0.4 mm，检测圆腔直径 7 mm、深 1 mm，用于容纳纸盘并实现流动注射。
- 密封垫片：聚二甲基硅氧烷（PDMS）垫片，夹在流片与纸盘/电极之间，起支撑与密封作用。
- 酶固定化载体：Whatman 1 号滤纸圆盘（约 7 mm 直径），滴加 5 μL 200 U/mL GOx 后干燥，通过物理吸附固定酶。
- 催化识别元件：葡萄糖氧化酶（GOx），催化葡萄糖生成 H2O2，并可被 Ag+ 抑制、EDTA 再生。
- 试剂卡盒：Tygon 3350 硅管（内径 0.8 mm、外径 2.4 mm），分段装载缓冲液、10 mM 葡萄糖、2.5 mM EDTA 和 10 mM 葡萄糖，以空气间隔顺序输送。
- 信号产物：过氧化氢（H2O2），GOx 催化葡萄糖的产物，在 SPCE 工作电极上氧化产生安培电流。
中文摘要
本文开发了一种用于流动注射电化学生物传感器的纸基酶固定化方法，并将其与试剂装载卡盒集成为便携式模块化装置。将酶固定化在纸盘上，再将其集成到流动池中作为电化学生物传感器；将硅管试剂卡盒接入系统后，复杂操作被简化为单击操作，面向即时检测应用。研究以葡萄糖氧化酶（GOx）为模型酶，以银离子作为 GOx 的抑制试剂，以 EDTA 作为再生试剂。当 GOx 被银离子抑制后，引入葡萄糖进行电化学测量，比较抑制酶再生前后的信号差异，该差异由银离子抑制引起。该模块化装置还具有检测酶活性和底物等其他应用的潜力。基于双测试模式的平台通过消除平均值或对照值，相比传统常规方法可提供更准确的结果。
英文摘要
Paper-based enzyme immobilization for a flow injection electrochemical biosensor integrated with a reagent-loaded cartridge toward a portable device was developed. A paper disk was immobilized with enzyme, then it was integrated in a flow cell as an electrochemical biosensor. A silicon tube reagent-loaded cartridge was integrated into the system, a complicated procedure was simplified as a one-click operation toward development for point-of-care applications. In this research, glucose oxidase (GOx) was employed as a model enzyme, silver ion as an inhibition reagent for GOx, and EDTA as a regeneration reagent. When GOx was inhibited by silver ions, glucose was introduced for electrochemical measurements before and after inhibited enzyme regeneration and the difference was caused by silver inhibition. The modular device has great potential for other applications, e.g., detection of enzyme activity and substrate. The platform based on double-test mode provided accurate results due to elimination of an average or control value in comparison with classical routine approaches.