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
邻苯二酚（catechol），样品基质为磷酸盐缓冲液（pH 7.0，含0.1 M KCl）
检测原理
该传感器以酪氨酸酶为识别元件，以邻苯二酚为底物。在溶解氧存在下，酪氨酸酶催化邻苯二酚氧化生成邻苯醌；醌随后在电极表面被还原回邻苯二酚，形成生物电催化放大循环。PVI13-dmeOs 氧化还原聚合物中的 Os 中心作为电子媒介，将酶活性位点与 Au 电极之间的电子传递连接起来，PEGDGE 交联形成水凝胶以固定酶并维持界面结构。在恒电位 -50 mV vs Ag/AgCl 下，醌的还原产生阴极电流，电流随邻苯二酚浓度增加而增大，并在一定范围内呈线性；高浓度时因酶活性位点饱和和氧消耗出现弯曲。
检测灵敏度
LOD: 0.35 mM（composition III, Table 1）；线性范围: 0.5–30 mM（composition III, Table 1）；灵敏度: 379±1 mA mM-1（composition III, Table 1）；R = 0.997（composition III, Table 1）；LOD: 0.14 mM（graphite-coated Au array, Table 3）；LOD: 0.16 mM（Carbopack C-coated Au array, Table 3）；LOD: 0.18 mM（screen-printed Au array, Table 3）；线性范围: 0.5–30 mM（Table 3）；R = 0.999（graphite-coated/Carbopack C-coated arrays, Table 3）
效应效果
未报告选择性、抗干扰、实际样品回收率或与ELISA/HPLC/qPCR对比。17 mM邻苯二酚连续10次测量，平均电流81.1–327.6 nA，RSD 2.4%–10.3%，响应约30 s。Type B较Type A信号更高（917±42 vs 225±10 nA）、灵敏度更高（48.8±0.9 vs 12.8±0.2 mA mM-1）、LOD更低（0.28 vs 1.95 mM）。石墨涂层36天后洗脱，Carbopack C涂层半年后仍机械稳定；可稳定使用约6个月，原文称6个月后与12天相比 only 95% of the current response was lost。作者认为适合现场、食品和环境酚类快速多通道筛查。
传感器的构成
- 基底/换能器电极：陶瓷支撑上的屏印金（Au）工作电极（1 mm直径），银（Ag）浆料导电路径与接触；Type A含Ag参考电极，Type B使用外部Ag/AgCl参考电极
- 碳修饰层：石墨粉（graphite powder）或Carbopack C碳黑粉，以醋酸纤维素（acetyl cellulose）在丙酮/环己酮中制成碳浆涂覆Au表面，提供导电与机械支撑
- 氧化还原水凝胶层：PVI13-dmeOs氧化还原聚合物与聚乙二醇二缩水甘油醚（PEGDGE）交联形成三维网络，固定酶并介导电子传递
- 识别元件：酪氨酸酶（tyrosinase，EC 1.14.18.1），催化酚类底物氧化
- 反应底物/电子供体：邻苯二酚（catechol）与溶解氧（O2），参与酶催化氧化还原循环
- 信号读出：便携式四通道手持电化学检测器，在-50 mV vs Ag/AgCl下记录安培电流
中文摘要
本文报道了一种基于酪氨酸酶（tyrosinase，多酚氧化酶）修饰的安培型屏印生物传感器阵列的设计、开发与性能表征。酶被包埋并交联在氧化还原/水凝胶聚合物 PVI13-dmeOs 中，形成固定化酶层。作者比较了两种金（Au）屏印四通道电极阵列，二者在尺寸、设计和绝缘层上不同，并分别以裸 Au、石墨涂层 Au 和 Carbopack C 涂层 Au 表面作为酶固定化基础。以邻苯二酚（catechol）为模型底物，评估了不同阵列的电催化特性、操作稳定性和储存稳定性。结果表明，Carbopack C 涂层阵列是酪氨酸酶固定化的最佳选择，主要因其沉积酶层机械稳定性更高，同时具有良好的灵敏度和长达6个月的使用稳定性。在批处理模式下，传感器对邻苯二酚的线性响应可达30 mM，检出限低至0.14 mM。循环伏安参数表明，三种未修饰电极表面上邻苯二酚直接电化学反应的可逆性并不是构建和决定酪氨酸酶生物传感器性能的限制因素。
英文摘要
This paper describes the design, development and characteristics of a tyrosinase (polyphenol oxidase) modified amperometric screen-printed biosensor array, with the enzyme cross-linked in a redox-hydrogel namely the PVI(13)-dmeOs polymer. Two types of Au-screen-printed four-channel electrode arrays, differing in design and insulating layer, were compared and investigated. Au-, graphite-coated-Au- and Carbopack C-coated-Au-surfaces, serving as the basis for tyrosinase immobilisation, were investigated and the performances of the different arrays were evaluated and compared in terms of their electrocatalytic characteristics, as well as operational- and storage stability using catechol as model substrate. It was found that the Carbopack C-coated array was the best choice for tyrosinase immobilisation procedure mainly due to a higher mechanical stability of the deposited enzyme layer, combined with good sensitivity and stability for up to 6 months of use. In the batch mode the biosensors responded linearly to catechol up to 30 muM with limits of detection from 0.14 muM. Parameters from cyclic voltammograms indicated that the reversibility of the direct electrochemical reaction for catechol on the three types of electrode surfaces (no tyrosinase modification) was not the limiting factor for the construction and performance of tyrosinase biosensors.