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
肌酐 (creatinine)；样品基质：尿液、血清、血液透析后样品（透析液）
检测原理
肌酐在固定于铵离子敏感膜表面的肌酐脱亚胺酶（CD）催化下发生脱亚胺反应，生成肌酸和铵离子（NH4+）。生成的NH4+直接进入由PVC-COOH、nonactin和DOS组成的聚合物离子敏感膜，改变膜/溶液界面的铵离子活度，使离子选择性膜电位发生变化。内部Ag/AgCl电极与0.1 M NH4Cl内部溶液提供稳定内部电位，外部SCE提供参比电位，电位计测量两者之间的电位差。在FIA中，样品先经阳离子交换柱去除NH4+、Na+和K+干扰，再进入流通池；酶催化产生的NH4+量与肌酐浓度成正比，因此电位响应随肌酐浓度变化而改变，实现定量检测。该体系无额外信号放大，依赖酶催化直接产生信号离子。
检测灵敏度
LOD: lower than 0.015 mM；测定范围: 0.02–20.0 mmol l−1；R = 0.9994
效应效果
该生物传感器/FIA系统具有良好选择性：肌酸、肌氨酸、尿酸盐、抗坏血酸盐、天然氨基酸、葡萄糖和尿素不干扰；主要干扰来自NH4+、Na+和K+，可通过Dowex 50WX8阳离子交换柱去除。操作稳定性好，FIA半连续工作72天后保留>70%初始灵敏度；4°C储存超过半年无明显灵敏度损失。优化条件下分析速度接近30样品/小时。与Jaffe比色法相比，在尿液、血清和透析后样品中相关良好，回归方程Y=(1.00±0.009)X+1.8×10−5(±1.5×10−5)，R=0.9994，S.D.=4.7×10−5，n=14；未除蛋白血清中Jaffe法因蛋白非特异反应偏高。作者认为该系统可用于临床诊断和血液透析监测。
传感器的构成
- 内部电极：Ag/AgCl 银/氯化银电极，作为内部电极。
- 内部溶液：0.1 M NH4Cl，维持内部铵离子活度。
- 离子敏感膜：PVC-COOH 32 wt.%、nonactin 3 wt.%、DOS 65 wt.% 聚合物膜，作为铵离子选择性电位换能层。
- 识别元件：CD 肌酐脱亚胺酶（EC 3.5.4.21），经 EDAC 碳二亚胺共价固定于膜表面，形成单分子酶层并催化肌酐生成 NH4+。
- 外部参比电极：SCE 饱和甘汞电极，与酶电极组成电位测量回路。
中文摘要
开发了一种用于肌酐测定的新型高灵敏、快速响应且稳定的电位生物传感器。该传感器以铵离子选择性电极为基础，采用简单的一步碳二亚胺共价结合法，将肌酐脱亚胺酶（EC 3.5.4.21）以单分子层形式化学固定在聚合物离子敏感膜表面。所得酶电极适用于流动注射分析（FIA）条件，具有优异的操作稳定性和储存稳定性：在FIA条件下连续工作10周后仍保留超过70%的初始灵敏度；4°C储存超过半年无明显灵敏度损失。优化条件下，系统每小时可分析近30个样品，测定范围为0.02–20.0 mmol/L，完全覆盖临床和生物医学上重要的肌酐浓度。该简单的生物传感器/FIA系统已成功用于尿液、血清及血液透析后样品中肌酐的测定。
英文摘要
A new, highly sensitive, fast responding and stable potentiometric biosensor for creatinine determination is developed. The biosensor is based on an ammonium ion-selective electrode. Creatinine deiminase (EC 3.5.4.21) is chemically immobilized on the surface of the polymeric ion-sensitive membrane in the form of monomolecular layer using a simple, one-step carbodiimide covalent attachment method. The resulting enzyme electrodes are useful for measurement under flow injection analysis (FIA) conditions. The biosensors exhibit excellent operational and storage stability. The enzyme electrodes retain over 70% of initial sensitivity after ten weeks of work under FIA conditions. The storage stability at 4 degrees C is longer than half a year without loss of sensitivity. Under optimized conditions near 30 samples per hour can be analyzed and the determination range (0.02-20.0mmoll(-1)) fully covers creatinine concentrations important from clinical and biomedical point of view. The simple biosensor/FIA system has been successfully used for determination of creatinine in urine, serum and posthemodialysate samples.