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
草酸根（oxalate）；样品基质：临床样品如尿液，实验使用 0.10 mol l−1 琥珀酸盐缓冲液（pH 3.8）
检测原理
草酸根在草酸氧化酶（OOX）催化下与 O2 反应生成 CO2 和 H2O2。H2O2 扩散穿过自掺杂聚苯胺（SPAN）层到达普鲁士蓝（PB）层，PB 在 0.05 V 低电位下作为电催化介质将 H2O2 还原，产生与草酸根浓度成正比的负安培电流。SPAN 允许 H2O2 透过并阻挡尿酸根、抗坏血酸根等阴离子，同时防止 PB 溶出，提高稳定性与选择性。低工作电位避免高电位下其他可氧化物质干扰；酶活性 pH 依赖决定最佳 pH 3.8。
检测灵敏度
LOD: 0.08 mmol l−1；线性范围: 0.08–0.45 mmol l−1；灵敏度: 131.3 μA mmol−1 cm−2；R = 0.996
效应效果
该传感器在 0.05 V 下对草酸根响应高，尿酸根干扰被基本消除：PB/SPAN/OOX 在 3×10−4 mol L−1 草酸根加 1×10−3 mol L−1 尿酸根时响应差为 0.00%，而裸 GC/OOX 为 9.37%、SPAN/OOX 为 0.83%。抗坏血酸干扰也显著降低，PB/SPAN/OOX 响应差为 2.00%，低于 GC/OOX 的 21.6% 和 SPAN/OOX 的 17.5%；残余干扰部分源于抗坏血酸氧化降解生成草酸。传感器可连续进行 100 次 0.15 mmol L−1 草酸根测定而无信号损失，PB/SPAN 膜附着牢固。相比比色、色谱和毛细管电泳，方法简单、低成本，适合临床样品如尿液中草酸根检测。
传感器的构成
- 基底/换能器电极：玻璃碳电极（GC），直径 3 mm，面积 0.0707 cm²，作为导电基底和安培换能器。
- 无机电催化层：普鲁士蓝（PB）薄膜，电沉积于 GC，作为 H2O2 还原电催化介质，降低工作电位。
- 有机保护/选择性层：自掺杂聚苯胺（SPAN，磺化聚苯胺）薄膜，电聚合于 PB 上，保护 PB 防止溶出并阻挡尿酸根/抗坏血酸根等阴离子。
- 识别元件：草酸氧化酶（OOX），固定于 PB/SPAN 表面，催化草酸根氧化生成 H2O2。
- 交联固定剂：戊二醛（glutaraldehyde，2.5%），与 OOX 混合滴涂，交联固定酶。
- 电解液/缓冲体系：0.10 mol l−1 琥珀酸盐缓冲液（succinate buffer，pH 3.8），提供酶反应介质。
- 检测仪器：Autolab PGSTAT30 电位/电流计，三电极体系（Ag/AgCl 参比、Pt 辅助），安培法读出。
中文摘要
本文报道了一种通过交联剂将草酸氧化酶（OOX）固定于无机/有机多层修饰电极上制备的草酸根生物传感器的优化。该电极由极薄的普鲁士蓝（PB）薄膜覆盖自掺杂聚苯胺（SPAN）层构成，作为对酶反应生成的过氧化氢（H2O2）高度敏感的安培传感器。在 pH 3.8 的琥珀酸盐缓冲液中，工作电位 0.05 V（vs Ag/AgCl）下，电极可在 0.08–0.45 mmol L−1 范围内可靠、灵敏地检测草酸根，灵敏度为 131.3 μA mmol−1 cm−2。PB/SPAN 双层体系稳定、灵敏且选择性高，不仅降低抗坏血酸和尿酸的干扰，而且形成强附着传感膜，允许重复连续测定。
英文摘要
The optimization of a biosensor prepared by the immobilization of oxalate oxidase (OOX) with a cross-linking agent onto a multilayer inorganic/organic modified electrode, is presented. A very thin Prussian Blue (PB) film covered by a self-doped polyaniline (SPAN) layer acts as very sensitive amperometric sensor for the H(2)O(2) formed by the enzymatic reaction. The electrode allows the very reliable and sensitive oxalate detection in the 0.08 to 0.45mmoll(-1) concentration range. The observed sensitivity was 131.3muAmmol(-1)cm(-2) at the operation potential of 0.05V versus Ag/AgCl in a succinate buffer solution (pH=3.8). The bilayer Prussian blue/SPAN leads to a very stable, sensitive and selective system that not only minimizes the interference caused by ascorbic and uric acids but also forms a very adherent sensing film that allows repetitive successive determinations.