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
一氧化氮（NO，nitric oxide）、S-亚硝基-N-乙酰-D,L-青霉胺（SNAP）释放的 NO；样品基质：磷酸盐缓冲液/去氧水溶液
检测原理
HRP 生物传感器中，HRP 固定于 GC，H2O2 将 HRP[Fe(III)] 氧化为 HRP I，还原型 1,4-苯醌（BQ）将 HRP I/II 还原回 Fe(III) 并在电极产生阴极电流。NO 与血红素 Fe(III) 结合形成亚硝基铁卟啉，部分抑制 HRP 催化循环，使稳态电流随 NO 浓度线性下降。化学修饰电极中，电沉积 Ni 配合物或 InHCF 膜在电极表面提供氧化还原活性位点，NO 在较低电位被电催化氧化，产生与 NO 浓度成正比的催化阳极电流；InHCF 膜对 NO 选择性高于亚硝酸盐/硝酸盐。SNAP 在光照下缓慢释放 NO，释放的 NO 被 InHCF 催化氧化，从而间接定量 SNAP。
检测灵敏度
HRP 生物传感器：LOD: 2.0×10^-6 M（5% inhibition）；线性范围: 2.7×10^-6–1.1×10^-5 M；灵敏度: 2.68×10^6 %I M^-1。Ni 配合物修饰电极：线性范围: 10.0 mM–0.1 mM；灵敏度: 0.27 mA mM^-1；LOD: 1.0 mM。InHCF 修饰电极：线性范围: 至 300 mM；灵敏度: 0.090 mA mM^-1；LOD: 5.0 mM。校准曲线 r = 0.9998。SNAP：线性范围: 至 100 mM；LOD: 约 10.0 mM；r = 0.999。
效应效果
HRP 生物传感器响应时间小于30 s，对 NO 具有酶法高选择性，抗干扰较好，但冷藏过夜后活性下降70%，NO 抑制作用消失，仅可作为一次性传感器用于筛查。Ni 配合物修饰电极在磷酸盐/NaClO4 中连续循环10次活性损失小于5%；InHCF 修饰电极连续循环15 min 电荷损失约30%，但剩余电活性持久。InHCF 电极对 170 mM 亚硝酸盐的响应仅为 NO 的6%，0.5 M 硝酸盐不干扰，避免 Nafion 覆盖常带来的灵敏度损失。10 mM NO 五次测量 RSD 为2.5%，50.0 mM SNAP 五次测量 RSD 为3.0%。作者认为化学修饰电极更稳健，适合 NO 连续监测及 SNAP 释放 NO 的测定。
传感器的构成
- 基底/换能器电极：玻碳电极（GC），作为工作电极并提供电子转导表面
- 交联固定层：戊二醛（GA）和牛血清白蛋白（BSA），用于 HRP 的电化学诱导交联固定
- 识别/催化元件：辣根过氧化物酶（HRP），NO 抑制其活性并引起电流下降
- 电子媒介体：1,4-苯醌（BQ），可溶性氢供体，介导 HRP 还原并产生电流信号
- 催化修饰层：电沉积 6,17-二茂苯基二苯并[b,i]5,9,14,18-四氮杂[14]环]-镍(II) 膜，催化 NO 氧化
- 催化修饰层：电沉积铟(III)六氰合铁(III)（InHCF）膜，催化 NO 氧化并降低亚硝酸盐/硝酸盐干扰
中文摘要
本文报道了三种用于测定溶液中一氧化氮（NO）的电化学方法，分别基于辣根过氧化物酶（HRP）生物传感器和修饰有氧化还原活性过渡金属配合物膜的电极。在生物传感器中，HRP 通过电化学诱导交联固定在玻碳（GC）电极表面；NO 可抑制 HRP 活性，因此酶活性下降与溶液中 NO 浓度相关。该生物传感器在 2.7×10^-6 至 1.1×10^-5 M NO 范围内呈线性响应，检测限（5% 抑制）为 2.0×10^-6 M。对于化学修饰电极，重点讨论能够催化 NO 氧化的材料，包括电沉积的 6,17-二茂苯基二苯并[b,i]5,9,14,18-四氮杂[14]环]-镍(II) 和铟(III)六氰合铁(III) 膜。所得传感器对 NO 氧化具有强而持久的电催化活性，检测限低（1 mM），催化电流与 NO 浓度呈良好线性关系，并显著降低硝酸盐和亚硝酸盐的干扰。基于这些结果，所描述的修饰电极被用于测定典型 NO 供体 S-亚硝基-N-乙酰-D,L-青霉胺（SNAP）分解产生的 NO。文中对所用各种方法进行了比较。
英文摘要
Three different methods for the determination of nitric oxide (NO) in solution are described. These are based, respectively, on the use of a horseradish peroxidase (HRP) biosensor or on electrodes modified with films of redox-active transition metal complexes. In the case of the biosensor the enzyme was electrochemically immobilized onto a glassy carbon (GC) electrode. The activity of HRP is inhibited in presence of NO. Thus, the decrease in activity is correlated to the concentration of NO present in solution. The biosensor responds linearly over the range of 2.7x10(-6)-1.1x10(-5) M NO with a detection limit (5% inhibition) of 2.0x10(-6) M. In the case of chemically modified electrodes, particular emphasis is placed on materials capable of catalyzing the oxidation of NO. In terms of electrocatalyst, the discussion will centre on electrodeposited films of 6,17-diferrocenyldibenzo[b,i]5,9,14,18-tetraaza[14]annulen]-nickel(II) and indium(III) hexacyanoferrate(III). The resulting sensors exhibited potent and persistent electroacatalytic activity towards the oxidation of NO with low detection limits (1 muM) and good linear relationship between the catalytic current and NO concentrations. In addition, interference due to the presence of nitrate and nitrite have been significantly reduced. According to these results, the described modified electrodes have been used as sensors for the determination of NO generated by decomposition of a typical NO-donor, such as S-nitroso-N-acetyl-d,l-penicillamine (SNAP). A critical comparison of the various methodologies employed is made.