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
过氧化氢 (H2O2, hydrogen peroxide)，样品基质：0.1 M PBS (pH 7.4) 搅拌缓冲液
检测原理
HRP通过静电作用固定在Ni(II)席夫碱SAM表面。当H2O2存在时，HRP被氧化为HRP I/HRP II高氧化态。SAM中的Ni(II)/Ni(III)氧化还原中心作为电子介体：在+200 mV下，电极将Ni(III)还原为Ni(II)，Ni(II)再将电子传递给HRP氧化态，使其再生并催化H2O2还原，自身氧化为Ni(III)，形成催化循环。该过程使电极产生与H2O2浓度相关的安培电流，响应呈Michaelis-Menten动力学。无外源标记，酶催化与SAM电催化介导共同实现信号放大。
检测灵敏度
LOD: 6.25 mM（摘要与正文）；LOD: 6.25 µM（结论）
效应效果
该传感器在0.1 M PBS(pH 7.4)中于+200 mV获得最佳催化信号/背景噪声比，响应时间小于15 s，稳态安培响应稳定。SAM对金表面氧化法拉第过程具有强阻隔性，离子屏障因子Γibf接近1，并显示准可逆Ni(II)/Ni(III)电化学。HRP/SAM电极对H2O2呈Michaelis-Menten动力学，Kapp_m 27.25 µM，Imax 5.324 nA，LOD 6.25 mM（结论中为6.25 µM）。作者指出其灵敏度低于导电聚合物酶电极（亚微摩尔）及Gaspar等报道的25 nM，但SAM构建简单、通用，可通过提高Ni(II)电活性、优化酶负载、pH和流动池等改进，具有开发多种安培生物传感器的潜力。
传感器的构成
- 基底/换能器电极：金盘电极(Au disk electrode, 1.0 mm/1.5 mm)，经氧化铝抛光、Piranha蚀刻和0.5 M H2SO4循环预处理，提供导电基底与电子转移动态。
- 自组装单分子层(SAM)：环戊二烯镍(II)硫醇盐席夫碱配合物[Ni(SC6H4NC(H)C6H4OCH2CH2SMe)(η5-C5H5)]2，通过硫端基在金表面自组装，Ni(II)/Ni(III)中心作为电子介体与电催化层。
- 活化处理：0.1 M NaOH中-200至+600 mV电化学循环，去除甲基硫保护基，促进S-Au共价结合并建立Ni(II)中心与金表面的电子通信。
- 识别元件：辣根过氧化物酶(HRP, horseradish peroxidase)，在+700 mV vs Ag/AgCl下静电吸附于SAM表面，催化H2O2还原。
- 信号放大/催化元件：HRP催化H2O2生成HRP I/HRP II氧化态，SAM中Ni(II)/Ni(III)介导电子传递，产生安培电流。
- 测量介质与电极系统：0.1 M PBS(pH 7.4)缓冲液，Ag/AgCl参比电极和铂丝辅助电极，用于三电极安培/伏安测量。
中文摘要
本文报道了在金电极上构建环戊二烯镍(II)硫醇盐席夫碱化合物 [Ni(SC6H4NC(H)C6H4OCH2CH2SMe)(η5-C5H5)]2 自组装单分子层(SAM)的方法。通过在 0.1 M NaOH 中于 -200 至 +600 mV 对席夫碱掺杂金电极进行电化学循环，建立了 Ni(II) 中心与金表面之间的有效电子通信。SAM 修饰电极呈现准可逆电化学行为。利用循环伏安实验考察该电催化 SAM 对某些法拉第过程的阻断与电催化能力。形式电位 E°′ 随 pH 变化，斜率约 -30 mV/pH。镍氧化还原中心表面浓度 Γ 为 1.548×10^-11 mol/cm^2。通过在 +700 mV（vs Ag/AgCl）下对 SAM 进行静电掺杂，并在辣根过氧化物酶(HRP)存在下，使其可用于 H2O2 的安培测定。该电催化型生物传感器呈现典型 Michaelis-Menten 动力学，检出限为 6.25 mM。
英文摘要
The fabrication of a self-assembled monolayer (SAM) of a cyclopentadienylnickel(II) thiolato Schiff base compound, [Ni(SC(6)H(4)NC(H)C(6)H(4)OCH(2)CH(2)SMe)(eta(5)-C(5)H(5))](2) on a gold electrode is described. Effective electronic communication between the Ni(II) centres and the gold surface was established by electrochemically cycling the Schiff base-doped Au electrode in 0.1M NaOH from -200mV to +600mV. The SAM-modified electrode exhibited quasi-reversible electrochemistry. The integrity of this electrocatalytic SAM, with respect to its ability to block and electro-catalyse certain Faradaic processes, was interrogated using cyclic voltammetric experiments. The formal potential, E degrees ', varied with pH to give a slope of about -30mVpH(-1). The surface concentration, G, of the nickel redox centres was found to be 1.548x10(-11)molcm(-2). By electrostatically doping the SAM using an applied potential of +700mV versus Ag/AgCl, in the presence of horseradish peroxidase (HRP), it was fine-tuned for amperometric determination of H(2)O(2). The electrocatalytic-type biosensor displayed typical Michaelis-Menten kinetics and the limit of detection was found to be 6.25mM.