组成图示
示意图生成中
传感器类型
电化学生物传感器
检测对象
肌酸（creatine）、肌酐（creatinine）；样品基质：原料药、药物制剂（胶囊、泡腾片）、血清
检测原理
双酶传感器中，肌酸被肌酸酶（CI）水解为肌氨酸，再被肌氨酸氧化酶（SO）氧化生成甲醛、甘氨酸和过氧化氢（H2O2）；三酶传感器中，肌酐先被肌酐酶（CA）水解为肌酸，再经CI和SO级联反应生成H2O2。H2O2在碳糊工作电极固定电位下发生电化学氧化，产生与H2O2浓度成正比的安培电流。由于每个肌酸或肌酐分子经酶催化级联可产生H2O2，酶促反应本身提供信号放大，电流随被测物浓度增加而增大。肌酸由双酶电极直接测定，肌酐由三酶电极总响应减去双酶电极肌酸响应得到，从而实现同时测定。
检测灵敏度
双酶电极（肌酸）：240 mV，LOD: 2 pmol l-1；线性范围: 4–200 pmol l-1；斜率: 12.67 nA/(pmol l-1)；r = 0.9984；650 mV，LOD: 1 nmol l-1；线性范围: 2–20 nmol l-1；斜率: 2.86 nA/(nmol l-1)；r = 0.9998。三酶电极（肌酐）：420 mV，LOD: 2 nmol l-1；线性范围: 4–40 nmol l-1；斜率: 0.04 nA/(nmol l-1)；r = 0.9981；650 mV，LOD: 2 nmol l-1；线性范围: 4–100 nmol l-1；斜率: 0.746 nA/(nmol l-1)；r = 0.9999。
效应效果
传感器稳定重现，连续1周测量RSD<0.1%。双酶电极对肌酐的安培选择性系数pKamp在240 mV为2.09、650 mV为2.75；对甘氨酸、蛋氨酸、核糖、牛磺酸、抗坏血酸、尿酸、对乙酰氨基酚的pKamp<1×10^-4。肌酸在肌酐存在下回收率99.20–99.68%。药物制剂中肌酸回收率93.05–96.02%，肌酐回收率0.69–3.98%，符合USP 90–110%且RSD<6.00%要求。与塑料膜、水凝胶、丝网印刷电极相比，灵敏度更高、LOD和RSD更低，适用于药物与血清分析。
传感器的构成
- 工作电极基底：石墨粉（graphite powder）与石蜡油（paraffin oil）混合成碳糊（carbon paste），提供导电界面并固定酶。
- 电接触层：银线（silver wires）插入碳糊，连接外部电路。
- 肌酸识别层：肌酸酶（creatinase, CI）与肌氨酸氧化酶（sarcosine oxidase, SO）物理固定于碳糊，催化肌酸生成H2O2。
- 肌酐识别层：肌酐酶（creatininase, CA）、CI和SO物理固定于碳糊，先将肌酐水解为肌酸再催化生成H2O2。
- 信号分子：过氧化氢（H2O2），由SO催化肌氨酸氧化产生，在电极表面发生安培氧化。
- 检测系统：Metrohm PGSTAT 20计时安培仪、Pt对电极、Ag/AgCl参比电极及Multiplexer SCNR16A，用于电流读出与双通道分析。
- 反应介质：磷酸盐缓冲液（phosphate buffer, pH 7.6），维持酶活性与电化学测量环境。
中文摘要
本文提出两种安培生物传感器用于同时测定肌酸和肌酐。双酶传感器由肌酸酶（CI）和肌氨酸氧化酶（SO）组成，用于测定肌酸；三酶传感器由CI、SO和肌酐酶（CA）组成，用于测定肌酐。酶被物理固定于碳糊电极中，肌酸或肌酐经酶促级联反应最终生成过氧化氢，在固定电位下通过计时安培法检测其氧化电流。两种传感器的线性浓度范围均在pmol/L至nmol/L量级，检出限很低，响应稳定可靠。作者将方法用于肌酸和肌酐原料药及药物制剂分析，结果表明该碳糊安培生物传感器具有简便、快速、重现性好和抗干扰能力强的优点，可替代或补充传统临床与药物分析方法。
英文摘要
In order to determine creatine and creatinine amperometric biosensors were proposed. A bienzymatic biosensor based on creatinase (CI) and sarcosine oxidase (SO) was used for the assay of creatine and a trienzymatic biosensor based on CI, SO and creatininase (CA) for the assay of creatinine. The linear concentration ranges are of pmol l(-1) to nmol l(-1) magnitude order, with very low limits of detection. The biosensors proved high reliability for determination of creatine and creatinine as raw material, and in the pharmaceutical formulation.