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
L-乳酸（l-lactate）、丙酮酸（pyruvate）；样品基质：血清（serum，体外）和大鼠脑细胞外液/微透析液（rat brain extracellular fluid/dialysate，体内）
检测原理
微透析探针以 Ringer 液灌注，将血清或大鼠脑细胞外液中的 L-乳酸和丙酮酸透析至样品环，再经流动注射线自动注入。双酶电极的两个 Pt 传感部分分别固定乳酸氧化酶（LOD）和丙酮酸氧化酶（POD）膜，酶选择性氧化对应底物并生成 H2O2。PDB 电聚合膜阻挡抗坏血酸、尿酸、半胱氨酸、多巴胺等电活性物，降低干扰。H2O2 在 +0.5 V（vs Ag/AgCl）下于 Pt 电极发生氧化，产生与底物浓度成正比的安培电流。两传感部分并联布置，避免上游 H2O2 串扰，实现同时检测。
检测灵敏度
线性范围: 0.01–5 mM（l-lactate 与 pyruvate）；灵敏度斜率: l-lactate 173 nA mM−1，pyruvate 168 nA mM−1；截距: l-lactate -0.49 nA，pyruvate 0.73 nA；相关系数: >0.999
效应效果
系统对乳酸和丙酮酸无交叉反应，PDB 膜将抗坏血酸、尿酸、半胱氨酸、多巴胺等干扰电流降至可忽略，目标物电流保留约 50–52%。1 mM 下七次测量 RSD 分别为 1.4%（乳酸）和 1.6%（丙酮酸）。血清加标回收率为 98.9–100.6%，与厂家数据一致。加标血清中信号 5 h 内基本稳定，之后因蛋白吸附下降，探针需更换；酶膜电极在 35 d 内保持较好操作稳定性。系统可自动分析 19 份透析液/h，持续 5 h；大鼠脑内乳酸约 0.8 mM、丙酮酸 <0.1 mM，可用于体内连续监测。
传感器的构成
- 工作电极：两个 3 mm 铂圆盘（Pt disk）作为双酶电极传感部分，分别用于 L-乳酸和丙酮酸安培检测
- 参比电极：Ag/AgCl 电极，提供稳定参比电位
- 辅助电极：不锈钢（stainless steel）电极，完成电化学回路
- 抗干扰修饰层：电聚合 1,2-二氨基苯（poly(1,2-diaminobenzene, PDB)）膜，涂覆于 Pt 表面，阻挡抗坏血酸、尿酸、半胱氨酸、多巴胺等电活性干扰物
- 识别元件（乳酸侧）：乳酸氧化酶（lactate oxidase, LOD）膜，选择性氧化 L-乳酸
- 识别元件（丙酮酸侧）：丙酮酸氧化酶（pyruvate oxidase, POD）膜，选择性氧化丙酮酸
- 固定/交联层：明胶（gelatin）与戊二醛（glutaraldehyde）交联酶，形成稳定酶膜
- 采样与进样系统：微透析探针（microdialysis probe）、六通自动进样器（six-way autoinjector）和流动注射泵，将透析液自动注入检测线
- 信号读出：多通道电位计（Fuso HECS-966）与多笔记录仪，在 +0.5 V vs Ag/AgCl 下记录安培电流
中文摘要
本文提出一种带在线微透析采样的流动注射生物传感器系统，用于同时测定血清和大鼠脑中的 L-乳酸与丙酮酸。通过 Ringer 液灌注微透析探针，透析液被收集在样品环中，并自动注入流动注射线；线内设置与流动方向并联的双酶电极。该双酶电极由 1,2-二氨基苯电聚合膜与两个传感部分杂化构成，分别对 L-乳酸和丙酮酸选择性响应，且无交叉反应。两个传感部分在 0.01–5 mM 范围内对两种分析物均呈线性响应，并免受透析液中可氧化物质和低分子量蛋白干扰。该方法可成功用于血清体外和大鼠脑体内同时检测，系统可自动处理 19 份透析液/h，持续 5 h。
英文摘要
A flow-injection biosensor system with an on-line microdialysis sampling is proposed for the simultaneous assay of l-lactate and pyruvate in serum and rat brain. The dialysate collected in the sample loop by perfusing Ringer's solution through the microdialysis probe is automatically injected into the flow-injection line with a dual enzyme electrode arranged in parallel for the flow direction. The dual enzyme electrode is constructed by hybridizing a poly(1,2-diaminobenzene) film to two sensing parts, which respond selectively to l-lactate and pyruvate, respectively, without any cross-reactivity. Both the sensing parts respond linearly to the concentrations of both analytes between 0.01 and 5mM, without any interference from oxidizable species and low-molecular weight proteins present in the dialysate. The proposed flow-injection analysis (FIA) method can be successfully applied to the simultaneous in vitro and in vivo assays of both analytes in serum and rat brain, respectively. The system can be automatically processed at an analytical speed of 19dialysatesh(-1) over a period of 5h.