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
胆固醇（cholesterol）、低密度脂蛋白胆固醇（LDL-cholesterol）、高密度脂蛋白胆固醇（HDL-cholesterol）；样品基质为磷酸钾缓冲液中的游离胆固醇及LDL/HDL脂蛋白溶液（非临床血清直接样品）。
检测原理
该检测以细胞色素P450sccK201E为酶识别/催化元件。在10 mM磷酸钾缓冲液（pH 7.4）中，酶在-600 mV（vs. Ag/AgCl）下被还原；加入胆固醇、LDL或HDL后，酶催化胆固醇侧链裂解，生成孕烯醇酮（pregnenolone）等产物，并伴随血红素铁中心电子转移。计时电流法在固定电位下记录稳态电流，电流随底物浓度增加而增大并趋于饱和，符合Michaelis-Menten关系，可用Lineweaver-Burk图估算表观Km。CV则通过血红素氧化还原峰（E0′约-220 mV）验证酶活性。信号放大主要依赖酶催化循环，无额外HCR/RCA/CRISPR等放大策略。
检测灵敏度
原文未报告LOD、线性范围、灵敏度斜率或相关系数。
效应效果
论文未报告选择性/抗干扰、稳定性、RSD、实际样品加标回收率或与ELISA/HPLC/qPCR的对比。CV数据经三次重复，突变体E0′为-220±5 mV，ipa/ipc=1.17±0.17，较NR（-208±6 mV，0.81±0.13）更接近1。计时电流法中，突变体对游离胆固醇的Imax/KappM为51.74±2.13 μA mM−1，高于NR的33.00±1.14 μA mM−1；对LDL为20.19±4.17，NR为10.64±2.09；对HDL为29.27±1.31，NR为25.26±3.30。作者认为突变提高了酶-底物亲和力和催化电流，可用于胆固醇安培检测。
传感器的构成
- 工作电极：屏印电极（s.p.e.），面积2 mm×10 mm，作为电化学换能界面
- 参考电极：Ag/AgCl膏状轨道电极，提供稳定电位基准
- 对电极：铂丝（Pt wire），完成三电极回路
- 识别/催化元件：细胞色素P450sccK201E（突变酶）或P450sccNR（天然重组酶），催化胆固醇侧链裂解
- 样品介质：10 mM磷酸钾缓冲液（K-phosphate buffer，pH 7.4），维持酶活性与电化学环境
- 测量池：石英比色皿（quartz cuvette），工作体积3.5 ml，容纳酶、底物与缓冲液
中文摘要
本研究采用经定点突变获得的细胞色素P450sccK201E（P450sccK201E）作为识别元件，研究其与胆固醇的酶-底物相互作用，并探索其在胆固醇电化学检测中的应用。检测采用循环伏安法（CV）和计时电流法（chronoamperometry），在屏印电极上进行。通过生化分析比较了突变酶对游离胆固醇、低密度脂蛋白胆固醇（LDL）和高密度脂蛋白胆固醇（HDL）三种形式的电化学响应。与天然重组细胞色素P450scc（P450sccNR）相比，P450sccK201E在底物识别和催化电流响应方面表现出不同行为，突变后酶与底物相互作用增强，最大电流与表观米氏常数比值提高，尤其对HDL中胆固醇响应较好。结果表明，该工程化酶可作为安培型生物传感器的敏感元件，用于胆固醇监测，具有临床诊断应用潜力。
英文摘要
Cytochrome P450sccK201E, mutated form of cytochrome P450scc native recombinant (P450sccNR), was employed to study the enzyme-substrate interaction. The detection of the cholesterol was performed by electrochemical method using cyclic voltammetry (CV) and chronoamperometry measurements. The biochemical analysis was realized to observe the electrochemical responses of the engineerized enzyme to three different forms of cholesterol: free, low-density lipoprotein (LDL) and high-density lipoproteins (HDL). Compared to cytochrome P450sccNR, the cytochrome P450sccK201E displays a different behavior in the interaction with the substrate detection. The results show that the engineerized enzyme can be utilized for the cholesterol detection in biosensor field.