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
藻类总抗氧化能力（total antioxidant capacity, TAC；以抗氧化物质/自由基清除剂计），样品基质为培养藻体、均质藻液、离心上清及粉末藻水化液（磷酸盐缓冲液）
检测原理
在磷酸盐缓冲液中，黄嘌呤氧化酶催化黄嘌呤生成超氧阴离子自由基O2•−。固定于κ-卡拉胶凝胶中的SOD催化O2•−歧化生成O2和H2O2。H2O2在安培过氧化氢电极阳极被氧化，产生与O2•−浓度成正比的扩散控制电流。加入藻类样品后，其中抗氧化物质（如维生素C、类胡萝卜素、藻蓝蛋白等）清除O2•−，使到达SOD的自由基减少，H2O2生成降低，电流斜率下降。通过比较无样品和有样品时连续加入黄嘌呤所得电流-浓度斜率mx和mc，计算相对抗氧化能力RAC=1-mc/mx。信号随抗氧化能力增强而降低。
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
作者认为SOD生物传感器法适用于完整、均质和离心藻样，并能同时评价培养藻与粉末藻，结果与循环伏安法和DMPD分光光度法总体一致。完整藻的抗氧化能力略高于粉末藻；均质样约为离心上清的2倍。Selenastrum capricornutum因细胞壁较厚需加冰醋酸裂解，其抗氧化能力明显低于Spirulina。时间稳定性方面，S. subsalsa初始抗氧化能力半衰期约35–40天，S. capricornutum约20天，两者下降速率基本相同。溶剂提取实验中，5%甲醇对S. subsalsa效果最好，抗氧化能力约为其他溶剂的2倍并在6天达峰值；丙酮对S. maxima效果最好，33天达峰值。商业S. maxima膳食补充剂显示较强抗氧化能力。
传感器的构成
- 换能器电极：安培过氧化氢电极（amperometric H2O2 electrode，Universal Sensor Model 4000-1），氧化H2O2并输出电流
- 固定化基质：κ-卡拉胶凝胶（kappa-carrageenan gel），固定SOD并维持酶活性
- 识别/催化元件：超氧化物歧化酶（superoxide dismutase, SOD，牛红细胞来源），催化O2•−歧化生成H2O2
- 自由基源：黄嘌呤（xanthine）与黄嘌呤氧化酶（xanthine oxidase, XOD，牛乳来源），原位产生O2•−
- 反应介质：磷酸盐缓冲液（phosphate buffer, 0.05 mol L−1, pH 7.5），维持酶反应环境
中文摘要
本研究采用超氧化物歧化酶（SOD）电化学生物传感器、循环伏安法和DMPD-FeCl3分光光度法评价三种藻类（Spirulina subsalsa、Selenastrum capricornutum、Spirulina maxima）的总抗氧化能力。生物传感器法利用黄嘌呤/黄嘌呤氧化酶体系原位产生超氧阴离子自由基，SOD催化其歧化生成过氧化氢，再由安培过氧化氢电极检测；样品中抗氧化物质清除超氧自由基，使电流斜率降低，据此计算相对抗氧化能力。研究同时考察培养藻类抗氧化能力随时间的变化，以及均质、离心和不同溶剂（甲醇、乙醇、丙酮）提取对结果的影响。结果表明SOD生物传感器法适用于完整、均质及离心藻样，并能反映培养藻类抗氧化能力的动态变化；循环伏安法和分光光度法结果总体一致，但受样品形态、细胞壁和色素溶解性影响。该工作确认藻类具有较高抗氧化能力，并验证SOD生物传感器法在天然食品抗氧化评价中的适用性。
英文摘要
Three different methods, i.e. a biosensor method, a voltammetric method and a spectrophotometric method, have been used to evaluate the total antioxidant capacity of certain types of algae. In the final evaluation of the data also the variation in time of the antioxidant capacity of cultivated algae was considered and some experimental factors, such as the use of different solvent mixtures to extract the antioxidant substances contained in the algae, were discussed.